JP2011242760A - Liquid crystal display device and driving method of liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device and driving method of liquid crystal display device Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device that has a display function and an imaging function and can perform bright display and high-accuracy imaging.SOLUTION: A liquid crystal display device has a display function and an imaging function, and performs white display (bright display) by utilizing scattering light of liquid crystal, using a polymer dispersion type liquid crystal material in a liquid crystal layer. The liquid crystal display device further comprises the liquid crystal layer and a light-receiving element. The liquid crystal layer is disposed on a viewing side with respect to the light-receiving element, and the light-receiving element has light-receiving sensitivity to an infrared wavelength region. The light-receiving element having light-receiving sensitivity to the infrared wavelength region detects infrared light in the incident light. The liquid crystal display device performs imaging with infrared light detected by the light-receiving element.

Description

液晶表示装置及び液晶表示装置の駆動方法に関する。特に、表示機能及び撮像機能を備えた液晶表示装置及び液晶表示装置の駆動方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method of the liquid crystal display device. In particular, the present invention relates to a liquid crystal display device having a display function and an imaging function, and a driving method of the liquid crystal display device.

近年、電子書籍ビジネスの流行を受け、電子ペーパーなどの電子書籍端末の開発が盛んである。また、電子書籍端末としてだけでなく、携帯電話機等の携帯情報端末としても利用できることが期待されている。   In recent years, in response to the trend of the electronic book business, development of electronic book terminals such as electronic paper has been active. Further, it is expected to be usable not only as an electronic book terminal but also as a portable information terminal such as a mobile phone.

しかしながら、現状では電子書籍用などの端末において、表示画面の色合いや輝度、反射率などを紙面と全く同じにすることは難しい。そのため、紙面に印刷された新聞や文庫の感覚で電子書籍を閲読すると、視認者が目の疲労を感じやすいと言われている。   However, at present, it is difficult to make the color, brightness, reflectance, and the like of the display screen exactly the same as the paper surface in a terminal for electronic books. For this reason, it is said that viewers are likely to feel eye fatigue when they read electronic books as if they were newspapers or paperbacks printed on paper.

また、表示装置に撮像機能を持たせることで、入力機能を持たせたタッチパネルが知られている。例えば、特許文献1には、タッチパネルを電子ペーパーと組み合わせた携帯情報端末が開示されている。   In addition, a touch panel is known that has an input function by providing a display device with an imaging function. For example, Patent Document 1 discloses a portable information terminal in which a touch panel is combined with electronic paper.

携帯情報端末などの表示部にタッチパネル機能を持たせることで、新しい用途が開拓できる。さらに、そのような携帯情報端末を、電子書籍端末として利用できれば、一台の端末で電話機能、電子書籍機能、さらにはテレビジョン用又はデジタルフォトフレーム用などのディスプレイ機能などを併せ持つことが可能となる。   A new application can be developed by providing a touch panel function to a display unit such as a portable information terminal. Furthermore, if such a portable information terminal can be used as an electronic book terminal, it is possible to have a telephone function, an electronic book function, a display function for a television or a digital photo frame, etc. in one terminal. Become.

特開2009−098795号公報JP 2009-098795 A

本発明の一態様によれば、表示機能及び撮像機能を備え、明るい表示が可能である液晶表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様によれば、表示機能及び撮像機能を備え、紙面に近い表示が可能である液晶表示装置を提供することを課題の一とする。   According to one embodiment of the present invention, it is an object to provide a liquid crystal display device including a display function and an imaging function and capable of bright display. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a liquid crystal display device including a display function and an imaging function and capable of display close to paper.

または、本発明の他の態様によれば、表示機能及び撮像機能を備え、高精度な撮像が可能である液晶表示装置を提供することを課題の一とする。   Another object of one embodiment of the present invention is to provide a liquid crystal display device that includes a display function and an imaging function and can perform high-accuracy imaging.

または、本発明の他の態様によれば、表示機能及び撮像機能を備え、明るい表示とともに、高精度な撮像が可能な液晶表示装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の他の態様によれば、表示機能及び撮像機能を備え、紙面に近い表示とともに、高精度な撮像が可能な液晶表示装置を提供することを課題の一とする。   Another object of one embodiment of the present invention is to provide a liquid crystal display device that includes a display function and an imaging function, and can perform high-accuracy imaging with a bright display. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a liquid crystal display device that has a display function and an imaging function and can display images close to a paper surface and perform high-accuracy imaging.

開示する発明は、表示機能及び撮像機能を備えた液晶表示装置である。液晶表示装置を構成する液晶層に、高分子分散型液晶(PDLC:Polymer Dispersed Liquid Crystal)材料を用いる。高分子分散型液晶材料を用いることで、液晶材料による散乱光を利用して白表示(明表示)を行う。液晶層は、高分子ネットワークを形成する高分子材料中に、液晶材料が分散された構成となる。   The disclosed invention is a liquid crystal display device having a display function and an imaging function. A polymer dispersed liquid crystal (PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal) material is used for a liquid crystal layer included in the liquid crystal display device. By using a polymer dispersed liquid crystal material, white display (bright display) is performed using scattered light from the liquid crystal material. The liquid crystal layer has a configuration in which a liquid crystal material is dispersed in a polymer material that forms a polymer network.

なお、高分子分散型液晶は、高分子分散液晶又はポリマー分散型液晶ともいう。また、高分子分散型液晶の代わりに、高分子ネットワーク型液晶(PNLC:Polymer Network Liquid Crystal)を用いることができる。高分子ネットワーク型液晶を用いる場合も、液晶材料による光の散乱光を利用して白表示(明表示)を行うことができる。   The polymer dispersed liquid crystal is also referred to as polymer dispersed liquid crystal or polymer dispersed liquid crystal. Further, a polymer network type liquid crystal (PNLC: Polymer Network Liquid Crystal) can be used instead of the polymer dispersion type liquid crystal. Even when a polymer network type liquid crystal is used, white display (bright display) can be performed using scattered light of light from the liquid crystal material.

また、開示する発明の液晶表示装置は、液晶層と受光素子を有し、液晶層は受光素子よりも視認側に配置され、受光素子は赤外線の波長領域に受光感度を有する。赤外線の波長領域に受光感度を有する受光素子は、入射光から赤外線を検出する。液晶表示装置は、受光素子が検出した赤外線を用いて撮像する機能を備える。   In addition, a liquid crystal display device of the disclosed invention includes a liquid crystal layer and a light receiving element, the liquid crystal layer is disposed on the viewing side of the light receiving element, and the light receiving element has light receiving sensitivity in an infrared wavelength region. A light receiving element having light receiving sensitivity in the infrared wavelength region detects infrared light from incident light. The liquid crystal display device has a function of imaging using infrared rays detected by a light receiving element.

本発明の一態様は、表示機能及び撮像機能を備え、液晶層と、受光素子とを有し、液晶層は、受光素子よりも視認側に配置され、高分子分散型液晶材料を含み、受光素子は、赤外線の波長領域に受光感度を有し、受光素子が検出した赤外線を撮像する機能を備えることを特徴とする液晶表示装置である。   One embodiment of the present invention has a display function and an imaging function, includes a liquid crystal layer and a light receiving element. The liquid crystal layer is disposed on the viewing side of the light receiving element, includes a polymer-dispersed liquid crystal material, The element is a liquid crystal display device having light receiving sensitivity in an infrared wavelength region and having a function of imaging infrared light detected by the light receiving element.

本発明の一態様は、表示機能及び撮像機能を備え、対向電極と、画素電極と、液晶層と、受光素子とを有し、対向電極、画素電極および液晶層は、受光素子よりも視認側に配置され、対向電極は、画素電極および液晶層よりも視認側に配置され、可視光線を透過し、画素電極は、対向電極と対向して配置され、可視光線を反射し、液晶層は、対向電極と画素電極との間に狭持され、高分子分散型液晶材料を含み、受光素子が検出した赤外線を撮像する機能を備えることを特徴とする液晶表示装置である。受光素子と重なる位置に画素電極が配置されていないことが好ましい。   One embodiment of the present invention includes a display function and an imaging function, and includes a counter electrode, a pixel electrode, a liquid crystal layer, and a light receiving element, and the counter electrode, the pixel electrode, and the liquid crystal layer are on the viewing side of the light receiving element. The counter electrode is disposed closer to the viewing side than the pixel electrode and the liquid crystal layer, transmits visible light, the pixel electrode is disposed facing the counter electrode, reflects visible light, and the liquid crystal layer is A liquid crystal display device, which is sandwiched between a counter electrode and a pixel electrode, includes a polymer-dispersed liquid crystal material, and has a function of imaging infrared rays detected by a light receiving element. It is preferable that no pixel electrode is disposed at a position overlapping the light receiving element.

本発明の一態様は、表示機能及び撮像機能を備え、対向電極と、画素電極と、液晶層と、黒色層と、受光素子とを有し、前記対向電極、前記画素電極、および前記液晶層は、前記黒色層および前記受光素子よりも視認側に配置され、前記対向電極は、前記画素電極および前記液晶層よりも視認側に配置され、可視光線を透過し、前記画素電極は、前記対向電極と対向して配置され、可視光線を透過し、前記液晶層は、前記対向電極と前記画素電極との間に狭持され、高分子分散型液晶材料を含み、前記受光素子は、赤外線の波長領域に受光感度を有し、前記受光素子が検出した赤外線を撮像する機能を備えることを特徴とする液晶表示装置である。受光素子と重なる位置に、黒色層が配置された構成とすることができる。   One embodiment of the present invention has a display function and an imaging function, and includes a counter electrode, a pixel electrode, a liquid crystal layer, a black layer, and a light receiving element, and the counter electrode, the pixel electrode, and the liquid crystal layer Is disposed on the viewing side of the black layer and the light receiving element, the counter electrode is disposed on the viewing side of the pixel electrode and the liquid crystal layer, and transmits visible light, and the pixel electrode The liquid crystal layer is disposed between the counter electrode and the pixel electrode, includes a polymer-dispersed liquid crystal material, and the light receiving element is an infrared ray. A liquid crystal display device having a light receiving sensitivity in a wavelength region and having a function of imaging an infrared ray detected by the light receiving element. It can be set as the structure by which the black layer is arrange | positioned in the position which overlaps with a light receiving element.

また、上記構成において、液晶層に対して視認側とは反対側であって、受光素子と重なる位置に配置された赤外線透過フィルターを有する液晶表示装置とすることができる。   Further, in the above structure, a liquid crystal display device having an infrared transmission filter disposed on a position opposite to the viewing side with respect to the liquid crystal layer and overlapping the light receiving element can be obtained.

なお、本明細書において、ハイレベルのときの電位を単に「H」又は「ハイ」ともいう。また、ローレベルのときの電位を単に「L」又は「ロー」ともいう。   Note that in this specification, a potential at a high level is also simply referred to as “H” or “high”. The potential at the low level is also simply referred to as “L” or “low”.

また、本明細書等において「電極」や「配線」の用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」の用語は、複数の「電極」または複数の「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。   Further, in this specification and the like, the terms “electrode” and “wiring” do not functionally limit these components. For example, an “electrode” may be used as part of a “wiring” and vice versa. Furthermore, the terms “electrode” and “wiring” include a case where a plurality of “electrodes” or a plurality of “wirings” are integrally formed.

また、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには、「ソース」や「ドレイン」の機能は入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」の用語は、入れ替えて用いることができるものとする。   In addition, the functions of “source” and “drain” may be switched when transistors having different polarities are employed, or when the direction of current changes during circuit operation. Therefore, in this specification, the terms “source” and “drain” can be used interchangeably.

なお、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象に対して電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線をはじめ、トランジスタなどのスイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、キャパシタ、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。   Note that in this specification and the like, “electrically connected” includes a case of being connected via “something having an electric action”. Here, the “thing having some electric action” is not particularly limited as long as it can exchange electric signals with respect to the connection target. For example, “thing having some electric action” includes electrodes, wiring, switching elements such as transistors, resistance elements, inductors, capacitors, and other elements having various functions.

本発明の一態様によれば、明るい表示を行うことができる、表示機能及び撮像機能を備えた液晶表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、紙面に近い表示が可能である、表示機能及び撮像機能を備えた液晶表示装置を提供することができる。または、本発明の一態様によれば、高精度な撮像が可能である、表示機能及び撮像機能を備えた液晶表示装置を提供することができる。   According to one embodiment of the present invention, a liquid crystal display device that can perform bright display and has a display function and an imaging function can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a liquid crystal display device including a display function and an imaging function that can be displayed close to a paper surface can be provided. Alternatively, according to one embodiment of the present invention, a liquid crystal display device including a display function and an imaging function that can capture images with high accuracy can be provided.

液晶表示装置を説明する上面及び断面の模式図。FIGS. 4A and 4B are schematic views of a top surface and a cross section illustrating a liquid crystal display device. 液晶表示装置を説明する断面の模式図。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device. 液晶表示装置の構成を説明する図。6A and 6B illustrate a structure of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の画素の回路構成を説明する図。FIG. 6 illustrates a circuit configuration of a pixel of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の回路構成を説明する図。3A and 3B each illustrate a circuit configuration of a liquid crystal display device. タイミングチャートを説明する図。The figure explaining a timing chart. 液晶表示装置の回路構成を説明する図。3A and 3B each illustrate a circuit configuration of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の回路構成を説明する図。3A and 3B each illustrate a circuit configuration of a liquid crystal display device. 液晶表示装置の回路構成を説明する図。3A and 3B each illustrate a circuit configuration of a liquid crystal display device. 電子機器を説明する図。FIG. 10 illustrates an electronic device. 電子機器を説明する図。FIG. 10 illustrates an electronic device. 透過率の波長分散特性を示す図。The figure which shows the wavelength dispersion characteristic of the transmittance | permeability.

以下に、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付す場合があり、繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. However, the following embodiments can be implemented in many different modes, and it is easy for those skilled in the art to change the modes and details in various ways without departing from the spirit and scope thereof. Understood. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in all the drawings for describing the embodiments, the same portions or portions having similar functions may be denoted by the same reference numerals, and repetitive description will be omitted.

(実施の形態1)
図1に、表示機能及び撮像機能を備えた液晶表示装置の例を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of a liquid crystal display device having a display function and an imaging function.

図1(A)に、本実施の形態に係る液晶表示装置を構成する画素の上面の模式図を示す。画素1000は、表示素子1100と、フォトセンサ1200と、を有している。   FIG. 1A is a schematic view of the top surface of a pixel included in the liquid crystal display device according to this embodiment. The pixel 1000 includes a display element 1100 and a photosensor 1200.

また、図1(B)に、図1(A)中における破線P−Q間の断面の模式図を示す。図1(B)の二点鎖線から紙面の右側に表示素子1100の一部を示し、紙面の左側にフォトセンサ1200の一部を示すものとする。   FIG. 1B is a schematic diagram of a cross section between broken lines PQ in FIG. A part of the display element 1100 is shown on the right side of the page from the two-dot chain line in FIG. 1B, and a part of the photosensor 1200 is shown on the left side of the page.

図1(B)において、液晶表示装置の画素1000は、液晶層1303と、受光素子1201を有し、液晶層1303は受光素子1201よりも視認側に配置されている。   In FIG. 1B, a pixel 1000 of the liquid crystal display device includes a liquid crystal layer 1303 and a light receiving element 1201, and the liquid crystal layer 1303 is arranged on the viewing side with respect to the light receiving element 1201.

本実施の形態における液晶表示装置は、反射型液晶表示装置とする。図1(B)に示す液晶表示装置は、受光素子1201などの素子が設けられる第1の基板1003と、対向基板となる第2の基板1013と、の間に液晶層1303が配置されており、第2の基板1013側から視認される。また、第2の基板1013側に位置する被検出物を撮像する。   The liquid crystal display device in this embodiment is a reflective liquid crystal display device. In the liquid crystal display device illustrated in FIG. 1B, a liquid crystal layer 1303 is provided between a first substrate 1003 over which an element such as a light receiving element 1201 is provided and a second substrate 1013 which is a counter substrate. It is visually recognized from the second substrate 1013 side. In addition, the object to be detected positioned on the second substrate 1013 side is imaged.

液晶層1303は、視認側に配置された対向電極1305と、対向電極1305と対向して配置された画素電極1301と、の間に挟持されている。   The liquid crystal layer 1303 is sandwiched between a counter electrode 1305 arranged on the viewing side and a pixel electrode 1301 arranged facing the counter electrode 1305.

液晶層1303は、高分子分散型液晶材料又は高分子ネットワーク型液晶材料を含み、高分子ネットワークを形成する高分子材料中に液晶材料が分散された構成となっている。   The liquid crystal layer 1303 includes a polymer dispersed liquid crystal material or a polymer network type liquid crystal material, and the liquid crystal material is dispersed in a polymer material that forms a polymer network.

液晶層1303において、画素電極1301と対向電極1305との間に電圧を印加しない場合(オフ状態ともいう)、高分子材料内に分散している液晶分子がランダムに配列する。このとき、高分子材料の屈折率と液晶分子の屈折率とが異なるため、液晶層1303に入射した光が液晶分子によって散乱される。これにより、液晶層1303は透光性を有さず、白濁して見える。よって、視認側(第2の基板1013側)から確認できる表示が白表示(明表示)となる。   In the liquid crystal layer 1303, when no voltage is applied between the pixel electrode 1301 and the counter electrode 1305 (also referred to as an off state), liquid crystal molecules dispersed in the polymer material are randomly arranged. At this time, since the refractive index of the polymer material and the refractive index of the liquid crystal molecules are different, light incident on the liquid crystal layer 1303 is scattered by the liquid crystal molecules. As a result, the liquid crystal layer 1303 does not have translucency and appears cloudy. Therefore, the display that can be confirmed from the viewing side (the second substrate 1013 side) is white display (bright display).

また、液晶層1303において、画素電極1301と対向電極1305との間に電圧を印加した場合(オン状態ともいう)、液晶層1303に電界が形成され、液晶分子は電界方向に配列する。このとき、高分子材料の屈折率と液晶分子短軸の屈折率とがほぼ一致するため、液晶層1303に入射した光は液晶分子で散乱されず、液晶層1303を透過する。これにより、液晶層1303は透光性を有する状態となる。その際、視認側から確認できる表示は、液晶層1303の前後(上下)に設けられる材料に依存する。その際、液晶層1303の視認側とは反対側に配置される画素電極1301を可視光線を反射する電極とすることで、視認側から確認できる表示を黒表示(暗表示)とすることができる、または、液晶層1303の視認側とは反対側に黒色層を配置することで、視認側から確認できる表示を黒表示とすることができる。   Further, in the liquid crystal layer 1303, when a voltage is applied between the pixel electrode 1301 and the counter electrode 1305 (also referred to as an on state), an electric field is formed in the liquid crystal layer 1303, and the liquid crystal molecules are aligned in the direction of the electric field. At this time, since the refractive index of the polymer material and the refractive index of the short axis of the liquid crystal molecules are substantially the same, the light incident on the liquid crystal layer 1303 is not scattered by the liquid crystal molecules but is transmitted through the liquid crystal layer 1303. Accordingly, the liquid crystal layer 1303 has a light-transmitting state. At that time, the display that can be confirmed from the viewing side depends on the materials provided before and after (up and down) the liquid crystal layer 1303. At that time, by making the pixel electrode 1301 disposed on the opposite side of the liquid crystal layer 1303 to the viewing side an electrode that reflects visible light, a display that can be confirmed from the viewing side can be a black display (dark display). Alternatively, by disposing the black layer on the side opposite to the viewing side of the liquid crystal layer 1303, the display that can be confirmed from the viewing side can be made black.

なお、液晶層1303の厚さは、5μm以上30μm以下とすることが好ましい。このような範囲とすることで、消費電力を抑制することができる。   Note that the thickness of the liquid crystal layer 1303 is preferably 5 to 30 μm. By setting it as such a range, power consumption can be suppressed.

対向電極1305は可視光線を透過する電極であり、液晶層1303の視認側とは反対側に配置される。   The counter electrode 1305 is an electrode that transmits visible light, and is disposed on the opposite side of the liquid crystal layer 1303 from the viewing side.

画素電極1301は、液晶層1303の視認側とは反対側に配置される。図1(B)では、画素電極1301は可視光線を反射する電極とする。画素電極1301が可視光を反射することで、液晶層1303がオン状態の場合に黒表示として視認される。   The pixel electrode 1301 is disposed on the side opposite to the viewing side of the liquid crystal layer 1303. In FIG. 1B, the pixel electrode 1301 is an electrode that reflects visible light. When the pixel electrode 1301 reflects visible light, the pixel electrode 1301 is visually recognized as a black display when the liquid crystal layer 1303 is on.

受光素子1201は、少なくとも赤外線の波長領域に受光感度を有する。液晶表示装置は、受光素子1201が検出した赤外線を用いて撮像することができる。   The light receiving element 1201 has light receiving sensitivity at least in the infrared wavelength region. The liquid crystal display device can capture an image using infrared rays detected by the light receiving element 1201.

ここで、受光素子1201には、第2の基板1013側から液晶表示装置に入射してきた光が入射する。本実施の形態に係る構成では、受光素子1201の視認側には液晶層1303が配置されている。液晶層1303に電界が形成されていない場合(オフ状態の場合)は、可視光線は高分子材料中に分散された液晶分子によって散乱されてしまい、受光素子1201に入射されにくい。   Here, light that has entered the liquid crystal display device from the second substrate 1013 side is incident on the light receiving element 1201. In the configuration according to this embodiment, a liquid crystal layer 1303 is disposed on the viewing side of the light receiving element 1201. In the case where an electric field is not formed in the liquid crystal layer 1303 (in the off state), visible light is scattered by liquid crystal molecules dispersed in the polymer material and is not easily incident on the light receiving element 1201.

一方で、赤外線は高分子分散型液晶材料を透過することができる。したがって、赤外線の波長領域に受光感度を有する受光素子1201を設けておくことで、液晶層1303の電界形成の有無に関わらず、受光素子1201が赤外線を検出することができる。そして、受光素子1201が検出した赤外線を用いて、撮像することができる。   On the other hand, infrared rays can pass through the polymer dispersed liquid crystal material. Therefore, by providing the light receiving element 1201 having light receiving sensitivity in the infrared wavelength region, the light receiving element 1201 can detect infrared light regardless of whether or not the liquid crystal layer 1303 has an electric field. And it can image using the infrared rays which the light receiving element 1201 detected.

なお、本実施の形態に係る液晶表示装置は、液晶層1303側に位置する被検出物を検出し撮像することができる。液晶表示装置には、液晶層1303側から光が入射する。液晶表示装置に入射する光(赤外線)は、被検出物によって遮られると、受光素子1201へは到達しない。これにより、受光素子1201を用いて被検出物の影を認識することになり、被検出物を撮像することができる。   Note that the liquid crystal display device according to this embodiment can detect and image an object to be detected located on the liquid crystal layer 1303 side. Light enters the liquid crystal display device from the liquid crystal layer 1303 side. Light (infrared rays) incident on the liquid crystal display device does not reach the light receiving element 1201 when blocked by the detection object. As a result, the shadow of the detected object is recognized using the light receiving element 1201, and the detected object can be imaged.

本実施の形態のように、高分子分散型液晶材料を用いて液晶層を形成すると、偏光板及び配向膜が不要であるため、偏光板及び配向膜の光吸収による光損失がなくなり、明るい表示を行うことができる。そのため、明るい白表示が可能となり、表示装置による紙面に近い表示に結びつけることができる。なお、紙面に近い表示とは、色合い、輝度または反射率が実際の紙面と近いことをいう。   When a liquid crystal layer is formed using a polymer-dispersed liquid crystal material as in this embodiment mode, a polarizing plate and an alignment film are unnecessary, and thus light loss due to light absorption by the polarizing plate and the alignment film is eliminated, and a bright display is achieved. It can be performed. For this reason, bright white display is possible, and display close to the paper surface by the display device can be achieved. Note that the display close to the paper surface means that the hue, brightness, or reflectance is close to the actual paper surface.

そして、本実施の形態のように、撮像用の受光素子として赤外線の波長領域に受光感度を有する受光素子を設けることで、高分子分散型液晶材料を用いた液晶層を透過できる赤外線により、撮像することができる。赤外線の波長領域に受光感度を有する受光素子を用いることで、高分子分散型液晶材料特有の入射光の散乱による受光不良などを防ぐことができ、高精度に撮像することができる。   Then, as in this embodiment, by providing a light receiving element having light receiving sensitivity in the infrared wavelength region as a light receiving element for imaging, imaging is performed with infrared light that can pass through a liquid crystal layer using a polymer dispersed liquid crystal material. can do. By using a light receiving element having light receiving sensitivity in the infrared wavelength region, it is possible to prevent light reception failure due to scattering of incident light peculiar to a polymer dispersed liquid crystal material, and high-accuracy imaging can be performed.

また、高分子分散型液晶材料を用いるため、偏光板及び配向膜が不要であり、さらにラビング処理なども不要である。そのため、製造部材及び製造工程を削減でき、低コスト化及び生産性向上を図ることもできる。また、本実施の形態に係る液晶表示装置は反射型液晶表示装置であるため、バックライトが不要であり、この点でも、部材削減、低コスト化に結びつけることができる。また、上述のように部材を削減できるため、薄型化にも寄与できる。   In addition, since a polymer-dispersed liquid crystal material is used, a polarizing plate and an alignment film are unnecessary, and further a rubbing process and the like are unnecessary. Therefore, manufacturing members and manufacturing processes can be reduced, and costs can be reduced and productivity can be improved. In addition, since the liquid crystal display device according to this embodiment is a reflective liquid crystal display device, a backlight is unnecessary, which can also lead to reduction of members and cost reduction. In addition, since the number of members can be reduced as described above, it can also contribute to thinning.

なお、図1(A)、(B)には、1つの画素1000が、1つのフォトセンサ1200と1つの表示素子1100とを有する例を示しているが、本発明の一態様はこれに限定されず、複数の画素当たりに1つのフォトセンサを有する構成とすることができる。   Note that FIGS. 1A and 1B illustrate an example in which one pixel 1000 includes one photosensor 1200 and one display element 1100; however, one embodiment of the present invention is limited to this. Instead, one photosensor may be provided for each of a plurality of pixels.

次に、図1(B)に示す構成を具体的に説明する。   Next, the structure illustrated in FIG. 1B will be specifically described.

第1の基板1003上に、絶縁層1005を介して、受光素子1201、トランジスタ1101が設けられている。   A light receiving element 1201 and a transistor 1101 are provided over the first substrate 1003 with an insulating layer 1005 interposed therebetween.

第1の基板1003としては、後の製造プロセスに耐えうる基板を用いる。例えば、ガラス基板若しくは石英基板などの絶縁性基板、シリコン基板などの半導体基板、プラスチック基板などのフレキシブル基板、又はステンレス基板などの導電性基板が挙げられる。なお、第1の基板1003は、視認側(第2の基板1013)とは反対側に位置する基板となるため、可視光線を透過することは必須でない。   As the first substrate 1003, a substrate that can withstand a later manufacturing process is used. For example, an insulating substrate such as a glass substrate or a quartz substrate, a semiconductor substrate such as a silicon substrate, a flexible substrate such as a plastic substrate, or a conductive substrate such as a stainless steel substrate can be given. Note that the first substrate 1003 is a substrate positioned on the side opposite to the viewing side (second substrate 1013), and thus it is not essential to transmit visible light.

受光素子1201は、トランジスタなどの素子とともに、図1(A)のフォトセンサ1200を構成する。トランジスタ1101は、画素電極1301と対向電極1305との間に液晶層1303が挟持された構造(液晶素子1300とする)やその他の素子などとともに、図1(A)の表示素子1100を構成する。   The light receiving element 1201 and the element such as a transistor constitute the photosensor 1200 in FIG. The transistor 1101 forms the display element 1100 in FIG. 1A together with a structure in which a liquid crystal layer 1303 is sandwiched between the pixel electrode 1301 and the counter electrode 1305 (referred to as a liquid crystal element 1300), other elements, and the like.

受光素子1201としては、フォトダイオード、具体的には横方向のpinフォトダイオードを適用する例を図示している。ここでは、受光素子1201であるフォトダイオードを、p型の導電型を付与する不純物元素を含む領域1203(p型半導体層ともいう)と、真性半導体の特性を有する領域1205(i型半導体層ともいう)と、n型の導電型を付与する不純物元素を含む領域1207(n型半導体層ともいう)とを有する半導体層で構成する例を示している。   As the light receiving element 1201, an example in which a photodiode, specifically, a lateral pin photodiode is applied is illustrated. Here, a photodiode serving as the light receiving element 1201 includes a region 1203 (also referred to as a p-type semiconductor layer) containing an impurity element imparting p-type conductivity and a region 1205 (also referred to as an i-type semiconductor layer) having intrinsic semiconductor characteristics. And a region including an impurity element imparting n-type conductivity (also referred to as an n-type semiconductor layer).

なお、本実施の形態では、受光素子1201が横方向のpinフォトダイオード(pin接合)である場合を例示しているが、受光素子1201はpnフォトダイオード(pn接合)であってもよい。   In this embodiment, the case where the light receiving element 1201 is a lateral pin photodiode (pin junction) is illustrated, but the light receiving element 1201 may be a pn photodiode (pn junction).

また、受光素子1201は、横方向のフォトダイオードに代えて、縦方向のフォトダイオードを適用することができる。この場合、p型半導体層、i型半導体層及びn型半導体層を積層してpinフォトダイオードとする、又はp型半導体層及びn型半導体層を順に積層してpnフォトダイオードとすることができる。   The light receiving element 1201 can be a vertical photodiode instead of a horizontal photodiode. In this case, a p-type semiconductor layer can be formed by stacking a p-type semiconductor layer, an i-type semiconductor layer, and an n-type semiconductor layer, or a p-type photodiode can be formed by sequentially stacking a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer. .

受光素子1201を構成する材料は、赤外線を吸収する材料であれば、特に限定されない。例えば、微結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコン、又は非晶質シリコンなどが挙げられる。その他、InGaAs、PbS、又はPbSeなどを用いることができる。   The material constituting the light receiving element 1201 is not particularly limited as long as it is a material that absorbs infrared rays. For example, microcrystalline silicon, polycrystalline silicon, single crystal silicon, amorphous silicon, or the like can be given. In addition, InGaAs, PbS, PbSe, or the like can be used.

トランジスタ1101は、画素電極1301と電気的に接続され、液晶素子1300を駆動する駆動トランジスタとして機能する。トランジスタ1101は、求める性能に応じて、構造、構成材料など、適宜選択することができる。例えば、非晶質シリコン、微結晶シリコン、又は多結晶シリコンなどを用いて半導体層を形成したトランジスタを適用することができる。また、酸化物半導体を用いて半導体層を形成したトランジスタを適用することができる。また、半導体層上にゲート電極が配置されるトップゲート型、半導体層下にゲート電極が配置されるボトムゲート型のいずれの構造を適用してもよい。さらに、半導体層上にソース電極及びドレイン電極が形成されるトップコンタクト型、半導体層下にソース電極及びドレイン電極が形成されるボトムコンタクト型のいずれの構造を適用してもよい。   The transistor 1101 is electrically connected to the pixel electrode 1301 and functions as a driving transistor that drives the liquid crystal element 1300. The transistor 1101 can have a structure, a constituent material, or the like that is appropriately selected depending on the performance desired. For example, a transistor in which a semiconductor layer is formed using amorphous silicon, microcrystalline silicon, polycrystalline silicon, or the like can be used. Alternatively, a transistor in which a semiconductor layer is formed using an oxide semiconductor can be used. Further, any structure of a top gate type in which a gate electrode is arranged on a semiconductor layer and a bottom gate type in which a gate electrode is arranged under a semiconductor layer may be applied. Furthermore, any structure of a top contact type in which a source electrode and a drain electrode are formed on a semiconductor layer and a bottom contact type in which a source electrode and a drain electrode are formed under a semiconductor layer may be applied.

図1(B)では、トップゲート型のトランジスタ1101を設ける例を示している。ここでは、トランジスタ1101は、一対の不純物領域1105の間にチャネル形成領域1103を含む半導体層と、ゲート絶縁層として機能する絶縁層1007を間に介して半導体層上に設けられたゲート電極1107と、で構成されている。一対の不純物領域1105は、ソース領域又はドレイン領域として機能する。また、トランジスタ1101の不純物領域1105には、絶縁層1009及び絶縁層1007が有するコンタクトホールに設けられた一対の導電層1109が電気的に接続されている。一対の導電層1109は、ソース電極又はドレイン電極として機能する。   FIG. 1B illustrates an example in which a top-gate transistor 1101 is provided. Here, the transistor 1101 includes a semiconductor layer including a channel formation region 1103 between a pair of impurity regions 1105 and a gate electrode 1107 provided over the semiconductor layer with an insulating layer 1007 functioning as a gate insulating layer interposed therebetween. , Is composed of. The pair of impurity regions 1105 functions as a source region or a drain region. In addition, a pair of conductive layers 1109 provided in contact holes of the insulating layers 1009 and 1007 are electrically connected to the impurity region 1105 of the transistor 1101. The pair of conductive layers 1109 function as a source electrode or a drain electrode.

そして、一対の導電層1109の一方は、絶縁層1011が有するコンタクトホールを介して、画素電極1301と電気的に接続されている。これにより、画素電極1301と、トランジスタ1101と、が、電気的に接続されている。   One of the pair of conductive layers 1109 is electrically connected to the pixel electrode 1301 through a contact hole included in the insulating layer 1011. Accordingly, the pixel electrode 1301 and the transistor 1101 are electrically connected.

トランジスタ1101の島状の半導体層及び受光素子1201の島状の半導体層は、第1の基板1003上に絶縁層1005を間に介して半導体層を成膜し、該半導体層をエッチングなどにより所望の形状に加工(パターニング)することで、同一工程で形成することができる。そのため、通常のパネル作製プロセスに加え、別途フォトダイオード作製プロセスを追加する必要がなく、作製コストを低減できる。   The island-shaped semiconductor layer of the transistor 1101 and the island-shaped semiconductor layer of the light-receiving element 1201 are formed by forming a semiconductor layer over the first substrate 1003 with an insulating layer 1005 interposed therebetween, and etching the semiconductor layer by etching or the like. By processing (patterning) into the shape, it can be formed in the same process. Therefore, it is not necessary to add a separate photodiode manufacturing process in addition to the normal panel manufacturing process, and the manufacturing cost can be reduced.

なお、受光素子1201及びトランジスタ1101上には、パッシベーション層や層間絶縁層として機能する絶縁層を適宜形成する。図1(B)では、絶縁層1009、絶縁層1011を形成する例を示している。なお、画素電極1301の下層には、液晶層1303のセルギャップを均一に保つため、平坦化層として機能する絶縁層を形成しておくことが好ましい。ここでは、絶縁層1011を平坦化層として形成する。   Note that an insulating layer functioning as a passivation layer or an interlayer insulating layer is formed as appropriate over the light-receiving element 1201 and the transistor 1101. FIG. 1B illustrates an example in which the insulating layer 1009 and the insulating layer 1011 are formed. Note that an insulating layer functioning as a planarization layer is preferably formed below the pixel electrode 1301 in order to keep the cell gap of the liquid crystal layer 1303 uniform. Here, the insulating layer 1011 is formed as a planarization layer.

絶縁層1011上に、画素電極1301、液晶層1303、及び対向電極1305が順に設けられている。また、対向電極1305上に、第1の基板1003と対向して配置される第2の基板1013(対向基板ともいう)が設けられている。   A pixel electrode 1301, a liquid crystal layer 1303, and a counter electrode 1305 are provided in this order over the insulating layer 1011. In addition, a second substrate 1013 (also referred to as a counter substrate) provided to face the first substrate 1003 is provided over the counter electrode 1305.

画素電極1301は、可視光線を反射する電極を設ける。具体的には、銅、モリブデン、チタン、クロム、タングステン、アルミニウム若しくは銀などの導電材料、又はこれらの合金を用いて形成する。好ましくは、反射率が低いものを用いる。   The pixel electrode 1301 is provided with an electrode that reflects visible light. Specifically, a conductive material such as copper, molybdenum, titanium, chromium, tungsten, aluminum, or silver, or an alloy thereof is used. Preferably, the one with low reflectance is used.

なお、上述のような可視光線を反射する電極は赤外線まで反射してしまう恐れがある。そのため、画素電極1301は、上面から見て、受光素子1201と重なる位置には設けないことが好ましい。   In addition, there exists a possibility that the electrode which reflects the above visible rays may reflect even infrared rays. Therefore, the pixel electrode 1301 is preferably not provided at a position overlapping the light receiving element 1201 when viewed from above.

対向電極1305は、可視光線を透過する電極を設ける。具体的には、透光性を有する導電性材料、例えばインジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、酸化亜鉛を含むインジウム亜鉛酸化物(IZO;Indium Zinc Oxide)、ガリウムを含む酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、又は酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いて形成する。   The counter electrode 1305 is provided with an electrode that transmits visible light. Specifically, a light-transmitting conductive material such as indium tin oxide, indium tin oxide containing silicon oxide, organic indium, organic tin, zinc oxide, and indium zinc oxide containing zinc oxide (IZO; Indium) Zinc Oxide), zinc oxide containing gallium, tin oxide, indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, indium tin oxide containing titanium oxide, or the like is used. Form.

液晶層1303は、第1の基板1003上全面に設ける。そのため、画素電極1301が設けられていない絶縁層1011の上にも設けられる。液晶層1303は、上述した高分子分散型液晶材料を用いて、液晶滴下方式又は液晶注入方式を用いて形成することができる。液晶滴下方式の場合は、画素電極1301が設けられた第1の基板1003、又は対向電極1305が設けられた第2の基板1013に液晶材料を滴下した後、第1の基板1003と第2の基板1013とを貼り合わせればよい。液晶注入方式の場合は、画素電極1301が設けられた第1の基板1003と、対向電極1305が設けられた第2の基板1013と、を貼り合わせた後、画素電極1301と対向電極1305との間に液晶材料を注入すればよい。   The liquid crystal layer 1303 is provided over the entire surface of the first substrate 1003. Therefore, the pixel electrode 1301 is also provided over the insulating layer 1011 that is not provided. The liquid crystal layer 1303 can be formed using the above-described polymer dispersed liquid crystal material by a liquid crystal dropping method or a liquid crystal injection method. In the case of a liquid crystal dropping method, after a liquid crystal material is dropped on the first substrate 1003 provided with the pixel electrode 1301 or the second substrate 1013 provided with the counter electrode 1305, the first substrate 1003 and the second substrate 1003 are dropped. The substrate 1013 may be attached. In the case of the liquid crystal injection method, the first substrate 1003 provided with the pixel electrode 1301 and the second substrate 1013 provided with the counter electrode 1305 are attached to each other, and then the pixel electrode 1301 and the counter electrode 1305 are bonded. A liquid crystal material may be injected between them.

液晶層1303は、高分子分散型液晶材料又は高分子ネットワーク型液晶材料を含み、高分子ネットワークを形成する高分子(ポリマー)中に液晶材料が分散された構成となっている。   The liquid crystal layer 1303 includes a polymer dispersed liquid crystal material or a polymer network type liquid crystal material, and the liquid crystal material is dispersed in a polymer (polymer) that forms the polymer network.

液晶材料としては、ネマティック液晶を用いることができる。   As the liquid crystal material, nematic liquid crystal can be used.

また、高分子材料としては、光硬化樹脂を用いることができる。光硬化樹脂としては、アクリレート若しくはメタクリレートなどの単官能モノマー、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、若しくはトリメタクリレートなどの多官能モノマー、又はこれらモノマーを混合させたものを用いることができる。また、高分子材料としては、液晶性高分子、非液晶性高分子、又は液晶性高分子と非液晶性高分子を混合させたものを用いることができる。   Moreover, a photocuring resin can be used as the polymer material. As the photocurable resin, a monofunctional monomer such as acrylate or methacrylate, a polyfunctional monomer such as diacrylate, triacrylate, dimethacrylate, or trimethacrylate, or a mixture of these monomers can be used. As the polymer material, a liquid crystal polymer, a non-liquid crystal polymer, or a mixture of a liquid crystal polymer and a non-liquid crystal polymer can be used.

また、高分子材料として光硬化樹脂を用いる場合、光重合開始剤を用いる。そして、光重合開始剤が反応する波長の光で硬化する樹脂を光硬化樹脂として選択すればよい。例えば、光硬化樹脂として、紫外線硬化樹脂を用いることができる。   Moreover, when using a photocurable resin as a polymer material, a photopolymerization initiator is used. And what is necessary is just to select resin hardened | cured with the light of the wavelength which a photoinitiator reacts as photocuring resin. For example, an ultraviolet curable resin can be used as the photocurable resin.

なお、光重合開始剤としては、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤、酸を発生させる酸発生剤、又は塩基を発生させる塩基発生剤を用いることができる。   In addition, as a photoinitiator, the radical polymerization initiator which generate | occur | produces a radical by light irradiation, the acid generator which generates an acid, or the base generator which generates a base can be used.

液晶層1303は、例えば、ネマティック液晶と、光硬化樹脂であるモノマーやオリゴマーと、光重合開始剤と、を含む液晶材料に、光硬化樹脂と光重合開始剤とが反応する波長の光を照射することで形成することができる。   The liquid crystal layer 1303 irradiates a liquid crystal material including, for example, a nematic liquid crystal, a monomer or oligomer that is a photocurable resin, and a photopolymerization initiator with a wavelength at which the photocurable resin and the photopolymerization initiator react. By doing so, it can be formed.

なお、液晶層1303のセルギャップ(画素電極1301と対向電極1305との間の距離)は、スペーサーを設けて制御することが好ましい。スペーサーの形状は、例えば柱状、球状などが挙げられる。スペーサーを設ける位置、スペーサーの個数及び密度などは、実施者が任意に決定できる。また、スペーサーは、対向電極に設けてもよく、画素電極に設けてもよい。スペーサーが球状の場合は、液晶層1303に分散させればよい。   Note that the cell gap of the liquid crystal layer 1303 (the distance between the pixel electrode 1301 and the counter electrode 1305) is preferably controlled by providing a spacer. Examples of the shape of the spacer include a columnar shape and a spherical shape. The practitioner can arbitrarily determine the position where the spacer is provided, the number and density of the spacers, and the like. The spacer may be provided on the counter electrode or the pixel electrode. When the spacer is spherical, it may be dispersed in the liquid crystal layer 1303.

第2の基板1013は、視認側に配置されるため、可視光線を透過する基板を用いる。また、赤外線を受光素子1201に検出させるため、赤外線を透過する基板を用いる。例えば、ガラス基板若しくは石英基板などの絶縁性基板、又はプラスチック基板などのフレキシブル基板が挙げられる。   Since the second substrate 1013 is disposed on the viewing side, a substrate that transmits visible light is used. In addition, in order to cause the light receiving element 1201 to detect infrared rays, a substrate that transmits infrared rays is used. For example, an insulating substrate such as a glass substrate or a quartz substrate, or a flexible substrate such as a plastic substrate can be given.

なお、本実施の形態では、第1の基板1003上に薄膜の半導体層を形成し、半導体層を用いて受光素子1201、トランジスタ1101などを形成する例を挙げているが、特に限定されない。例えば、半導体基板(単結晶半導体基板)、又はSOI基板などを用いることができ、半導体基板の一部やSOI基板の一部を用いて受光素子やトランジスタの活性層を形成してもよい。   Note that although an example in which a thin semiconductor layer is formed over the first substrate 1003 and the light receiving element 1201, the transistor 1101, and the like are formed using the semiconductor layer is described in this embodiment, there is no particular limitation. For example, a semiconductor substrate (single crystal semiconductor substrate), an SOI substrate, or the like can be used, and a light receiving element or an active layer of a transistor may be formed using part of the semiconductor substrate or part of the SOI substrate.

本実施の形態で示した構成は、本明細書の他の実施の形態及び実施例の構成と適宜組み合わせることができる。   The structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the other embodiments and examples in this specification.

(実施の形態2)
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる液晶表示装置の例について説明する。
(Embodiment 2)
In this embodiment, an example of a liquid crystal display device, which is different from that in the above embodiment, will be described.

図2は、図1(A)中における破線P−Q間における図1(B)と異なる構成を有する液晶表示装置の断面の模式図である。図2の二点鎖線から紙面の右側に表示素子1100の一部を示し、紙面の左側にフォトセンサ1200の一部を示す。   FIG. 2 is a schematic view of a cross section of a liquid crystal display device having a configuration different from that of FIG. 1B between broken lines PQ in FIG. A part of the display element 1100 is shown on the right side of the page from the two-dot chain line in FIG. 2, and a part of the photosensor 1200 is shown on the left side of the page.

図2において、液晶表示装置は、液晶層2303と、受光素子2201を有し、液晶層2303は受光素子2201よりも視認側に配置される。   In FIG. 2, the liquid crystal display device includes a liquid crystal layer 2303 and a light receiving element 2201, and the liquid crystal layer 2303 is arranged on the viewing side with respect to the light receiving element 2201.

本実施の形態は、実施の形態1と同じく、反射型液晶表示装置とし、第2の基板2015側から視認される。また、第2の基板2015側にある被検出物を撮像する。   The present embodiment is a reflective liquid crystal display device as in the first embodiment, and is visually recognized from the second substrate 2015 side. In addition, the object to be detected on the second substrate 2015 side is imaged.

液晶層2303は、視認側に配置された対向電極2305と、対向電極2305と対向して配置された画素電極2301と、の間に挟持されている。液晶素子2300は、液晶層2303、対向電極2305、画素電極2301を有する。   The liquid crystal layer 2303 is sandwiched between a counter electrode 2305 disposed on the viewing side and a pixel electrode 2301 disposed to face the counter electrode 2305. The liquid crystal element 2300 includes a liquid crystal layer 2303, a counter electrode 2305, and a pixel electrode 2301.

液晶層2303は、上記実施の形態1の液晶層1303に相当し、高分子分散型液晶材料を含み、高分子ネットワークを形成する高分子材料中に液晶材料が分散された構成となっている。   The liquid crystal layer 2303 corresponds to the liquid crystal layer 1303 of Embodiment 1 and includes a polymer dispersed liquid crystal material, and the liquid crystal material is dispersed in a polymer material forming a polymer network.

ここで、図2に示す構成と図1(B)に示す構成との相違は、可視光線を反射する画素電極1301の代わりに、可視光線を透過する画素電極2301を有する点にある。そして、画素電極2301の視認側とは反対側に黒色層2403が配置される点にある。   Here, the difference between the configuration illustrated in FIG. 2 and the configuration illustrated in FIG. 1B is that a pixel electrode 2301 that transmits visible light is provided instead of the pixel electrode 1301 that reflects visible light. The black layer 2403 is disposed on the opposite side of the pixel electrode 2301 from the viewing side.

黒色層2403は、例えば、黒色の有機樹脂材料を用いて形成する。具体的には、感光性又は非感光性のポリイミドなどの樹脂材料に、顔料系の黒色樹脂、カーボンブラック、又はチタンブラックなどを混合させて形成することができる。また、可視光線を吸収する遮光性の金属材料、例えばクロムを用いて形成することができる。ただし、遮光性の金属材料の場合は、赤外線も吸収してしまう恐れがあるため、受光素子2201上には配置しないものとする。   The black layer 2403 is formed using, for example, a black organic resin material. Specifically, it can be formed by mixing a pigment-based black resin, carbon black, titanium black, or the like with a resin material such as photosensitive or non-photosensitive polyimide. Alternatively, a light-shielding metal material that absorbs visible light, for example, chromium can be used. However, in the case of a light-shielding metal material, infrared rays may be absorbed, so that it is not disposed on the light receiving element 2201.

液晶層2303において、オフ状態の場合は、上記実施の形態1の液晶層1303と同じく、入射光が高分子材料中の液晶分子によって散乱し、白表示が視認される。一方、液晶層2303のオン状態の場合は、入射光が透過し、黒色層2403で吸収され、黒表示が視認される。   When the liquid crystal layer 2303 is in an off state, the incident light is scattered by the liquid crystal molecules in the polymer material as in the liquid crystal layer 1303 of Embodiment 1, and a white display is visually recognized. On the other hand, when the liquid crystal layer 2303 is in an on state, incident light is transmitted and absorbed by the black layer 2403, and a black display is visually recognized.

液晶層2303の厚さは、5μm以上30μm以下とすることが好ましい。このような範囲とすることで、消費電力を抑制することができる。   The thickness of the liquid crystal layer 2303 is preferably 5 μm or more and 30 μm or less. By setting it as such a range, power consumption can be suppressed.

なお、黒色層2403は、液晶層2303の視認側とは反対側に配置されていればよい。例えば、画素電極2301側の基板(第1の基板2003)に黒色層が設けられる構成、具体的には第1の基板2003の視認側とは反対側の面に黒色層が設けられた構成としてもよい。   Note that the black layer 2403 may be disposed on the side opposite to the viewing side of the liquid crystal layer 2303. For example, a structure in which a black layer is provided on the substrate on the pixel electrode 2301 side (first substrate 2003), specifically, a structure in which a black layer is provided on a surface opposite to the viewing side of the first substrate 2003 is provided. Also good.

図2のように、受光素子2201上に黒色層2403が配置されている場合、黒色層2403は、赤外線以外の領域の波長(可視光線等)を吸収する、すなわち赤外線を選択的に透過する赤外線透過フィルターの役割を果たす。これにより、受光素子2201の検出精度を向上させることができる。   As shown in FIG. 2, when the black layer 2403 is disposed on the light receiving element 2201, the black layer 2403 absorbs a wavelength (visible light or the like) in a region other than infrared, that is, infrared that selectively transmits infrared. Acts as a transmission filter. Thereby, the detection accuracy of the light receiving element 2201 can be improved.

また、黒色層2403とは別に、赤外線透過フィルターを受光素子2201上に設ける構成としてもよい。また、図1(B)に示す構成においても、受光素子1201上に赤外線透過フィルターを設ける構成としてもよい。赤外線透過フィルターにより、図1(B)に示す構成においても、受光素子1201の検出精度を向上させることができる。   In addition to the black layer 2403, an infrared transmission filter may be provided over the light receiving element 2201. In the configuration illustrated in FIG. 1B, an infrared transmission filter may be provided over the light receiving element 1201. With the infrared transmission filter, the detection accuracy of the light receiving element 1201 can be improved even in the configuration shown in FIG.

なお、黒色層2403を黒色の有機樹脂等で形成すると、黒色層2403からの不純物汚染が懸念される。そのため、図2では、黒色層2403を間に挟持して、絶縁層2401及び絶縁層2405を設ける例を示している。   Note that when the black layer 2403 is formed of a black organic resin or the like, there is a concern about impurity contamination from the black layer 2403. Therefore, FIG. 2 illustrates an example in which the insulating layer 2401 and the insulating layer 2405 are provided with the black layer 2403 interposed therebetween.

受光素子2201は上記実施の形態1の受光素子1201に相当する。ただし、図2では、図1(B)に示した横方向のpinフォトダイオードに代えて、縦方向のpinフォトダイオードを適用する例を示している。   The light receiving element 2201 corresponds to the light receiving element 1201 of the first embodiment. However, FIG. 2 shows an example in which a vertical pin photodiode is applied instead of the horizontal pin photodiode shown in FIG.

図2の構成は、黒表示を視認させるための構成が、上記実施の形態1の図1(B)と異なる。しかし、本実施の形態に係る液晶表示装置においても、偏光板及び配向膜が不要であるため、偏光板及び配向膜の光吸収による光損失がなくなり、明るい表示を行うことができる。そのため、明るい白表示が可能となり、表示装置による紙面に近い表示に結びつけることができる。また、低コスト化及び生産性向上も図ることができる。   The configuration in FIG. 2 is different from the configuration in FIG. 1B of the first embodiment in the configuration for making the black display visible. However, since the liquid crystal display device according to this embodiment also does not require a polarizing plate and an alignment film, light loss due to light absorption by the polarizing plate and the alignment film is eliminated, and a bright display can be performed. For this reason, bright white display is possible, and display close to the paper surface by the display device can be achieved. In addition, cost reduction and productivity improvement can be achieved.

そして、撮像用の受光素子として赤外線の波長領域に受光感度を有する受光素子を設けるため、高分子分散型液晶材料を用いても、高精度に撮像することが可能となる。   Since a light receiving element having a light receiving sensitivity in the infrared wavelength region is provided as a light receiving element for imaging, it is possible to image with high accuracy even when a polymer dispersed liquid crystal material is used.

また、黒表示のための黒色層を、受光素子のための赤外線透過フィルターとして機能させることができる。これにより、さらに高精度な撮像に結びつけることができる。   Further, the black layer for black display can function as an infrared transmission filter for the light receiving element. Thereby, it can be tied to still more highly accurate imaging.

図2では、フォトセンサ1200内に、受光素子2201の他に、トランジスタ2221a及びトランジスタ2221bが配置された例を示している。また、表示素子1100内に、トランジスタ2101の他に、保持容量2121が配置された例を示している。また、図2では、図1(B)と異なるトランジスタの構造を適用する例を示している。   FIG. 2 illustrates an example in which a transistor 2221 a and a transistor 2221 b are arranged in the photosensor 1200 in addition to the light receiving element 2201. In addition, an example in which a storage capacitor 2121 is arranged in the display element 1100 in addition to the transistor 2101 is shown. Further, FIG. 2 illustrates an example in which a transistor structure different from that in FIG.

図2では、半導体層上方にゲート電極が設けられたトップゲート型であって、ソース又はドレインとして機能する導電層が半導体層上に設けられたトップコンタクト型のトランジスタ構造の例を示している。もちろん、半導体層下方にゲート電極が設けられたボトムゲート型の構造を適用してもよく、ソース又はドレインとして機能する導電層が半導体層下に設けられたボトムコンタクト型の構造を適用してもよい。   FIG. 2 shows an example of a top-gate transistor structure in which a gate electrode is provided above a semiconductor layer and a conductive layer functioning as a source or drain is provided on the semiconductor layer. Of course, a bottom gate type structure in which a gate electrode is provided below the semiconductor layer may be applied, or a bottom contact type structure in which a conductive layer functioning as a source or drain is provided below the semiconductor layer may be applied. Good.

また、図2では、1つのフォトセンサ1200と1つの表示素子1100とを有する例を示している。フォトセンサ1200は、各画素に設けられる構成としてもよいし、複数の画素当たりに1つ設けられる構成としてもよい。   FIG. 2 shows an example having one photosensor 1200 and one display element 1100. The photosensor 1200 may be provided for each pixel or may be provided for each of a plurality of pixels.

次に、図2に示す構成を具体的に説明する。なお、図1(B)と同じ構成は、説明を省略する。   Next, the configuration shown in FIG. 2 will be specifically described. Note that description of the same structure as that in FIG.

第1の基板2003上に、絶縁層2005を介して、受光素子2201、トランジスタ2221a、トランジスタ2221b、トランジスタ2101、及び保持容量2121が設けられている。   Over the first substrate 2003, a light receiving element 2201, a transistor 2221a, a transistor 2221b, a transistor 2101, and a storage capacitor 2121 are provided with an insulating layer 2005 interposed therebetween.

第1の基板2003及び絶縁層2005は、上記実施の形態1の第1の基板1003及び絶縁層1005に相当する。   The first substrate 2003 and the insulating layer 2005 correspond to the first substrate 1003 and the insulating layer 1005 in Embodiment Mode 1.

受光素子2201は、n型半導体層2203、i型半導体層2204、及びp型半導体層2205が順に積層されている。また、受光素子2201と電気的に接続する配線2211と、配線2213と、が設けられている。配線2211は、走査線側の信号配線として機能する。配線2213は、受光素子2201及びトランジスタ2221aを電気的に接続している。   In the light receiving element 2201, an n-type semiconductor layer 2203, an i-type semiconductor layer 2204, and a p-type semiconductor layer 2205 are sequentially stacked. In addition, a wiring 2211 and a wiring 2213 that are electrically connected to the light receiving element 2201 are provided. The wiring 2211 functions as a signal wiring on the scanning line side. The wiring 2213 electrically connects the light receiving element 2201 and the transistor 2221a.

トランジスタ2221aは、半導体層2223aと、半導体層2223a上に離間して設けられた一対の導電層2224aと、半導体層2223a上に絶縁層2007を介して設けられたゲート電極2225aと、で構成される。一対の導電層2224aは、ソース又はドレインとして機能する。   The transistor 2221a includes a semiconductor layer 2223a, a pair of conductive layers 2224a provided over the semiconductor layer 2223a, and a gate electrode 2225a provided over the semiconductor layer 2223a with an insulating layer 2007 interposed therebetween. . The pair of conductive layers 2224a function as a source or a drain.

トランジスタ2221bは、半導体層2223bと、半導体層2223b上に離間して設けられた一対の導電層2224bと、半導体層2223b上に絶縁層2007を介して設けられたゲート電極2225bと、で構成される。一対の導電層2224bは、ソース又はドレインとして機能する。   The transistor 2221b includes a semiconductor layer 2223b, a pair of conductive layers 2224b provided over the semiconductor layer 2223b, and a gate electrode 2225b provided over the semiconductor layer 2223b with an insulating layer 2007 interposed therebetween. . The pair of conductive layers 2224b function as a source or a drain.

なお、ここでは、トランジスタ2221aの一対の導電層2224aの他方と、トランジスタ2221bの一対の導電層2224bの一方は共通する導電層で設けることで、電気的に接続させた構成としている。   Note that here, the other of the pair of conductive layers 2224a of the transistor 2221a and the one of the pair of conductive layers 2224b of the transistor 2221b are provided with a common conductive layer, which is electrically connected.

トランジスタ2101は、半導体層2103と、半導体層2103上に離間して設けられた一対の導電層2104と、半導体層2103上に絶縁層2007を介して設けられたゲート電極2105と、で構成される。一対の導電層2104は、ソース又はドレインとして機能する。   The transistor 2101 includes a semiconductor layer 2103, a pair of conductive layers 2104 provided over the semiconductor layer 2103, and a gate electrode 2105 provided over the semiconductor layer 2103 with an insulating layer 2007 interposed therebetween. . The pair of conductive layers 2104 function as a source or a drain.

保持容量2121は、第1の電極2124と、第1の電極2124上に絶縁層2007を介して設けられた第2の電極2125と、で構成される。   The storage capacitor 2121 includes a first electrode 2124 and a second electrode 2125 provided over the first electrode 2124 with an insulating layer 2007 interposed therebetween.

絶縁層2007は、トランジスタ2221a、トランジスタ2221b及びトランジスタ2101のゲート絶縁層として機能し、保持容量2121の誘電体層として機能する。   The insulating layer 2007 functions as a gate insulating layer of the transistors 2221a, 2221b, and 2101 and functions as a dielectric layer of the storage capacitor 2121.

本実施の形態におけるトランジスタは、上記実施の形態1と同様、トランジスタの構造、構成材料などは、実施者が適宜選択することができる。例えば、図2に示すトランジスタ2221aの半導体層2223a、トランジスタ2221bの半導体層2223b、及びトランジスタ2101の半導体層2103として、酸化物半導体層を適用することができる。   The transistor in this embodiment can be selected as appropriate by the practitioner as to the structure, constituent materials, and the like of the transistor as in Embodiment 1. For example, an oxide semiconductor layer can be used as the semiconductor layer 2223a of the transistor 2221a, the semiconductor layer 2223b of the transistor 2221b, and the semiconductor layer 2103 of the transistor 2101 which are illustrated in FIGS.

例えば、酸化物半導体層は、四元系金属酸化物であるIn−Sn−Ga−Zn−O系や、三元系金属酸化物であるIn−Ga−Zn−O系、In−Sn−Zn−O系、In−Al−Zn−O系、Sn−Ga−Zn−O系、Al−Ga−Zn−O系、Sn−Al−Zn−O系や、二元系金属酸化物であるIn−Zn−O系、Sn−Zn−O系、Al−Zn−O系、Zn−Mg−O系、Sn−Mg−O系、In−Mg−O系、In−Ga−O系や、In−O系、Sn−O系、Zn−O系などの酸化物半導体を用いて形成する。ここで、例えば、In−Ga−Zn−O系酸化物半導体とは、少なくともInとGaとZnとを含む酸化物であり、その組成比に特に制限はない。また、InとGaとZn以外の元素を含んでもよい。また、上記酸化物半導体はSiOを含んでもよい。 For example, the oxide semiconductor layer includes an In—Sn—Ga—Zn—O system that is a quaternary metal oxide, an In—Ga—Zn—O system that is a ternary metal oxide, and In—Sn—Zn. -O-based, In-Al-Zn-O-based, Sn-Ga-Zn-O-based, Al-Ga-Zn-O-based, Sn-Al-Zn-O-based, and binary metal oxide In -Zn-O, Sn-Zn-O, Al-Zn-O, Zn-Mg-O, Sn-Mg-O, In-Mg-O, In-Ga-O, In It is formed using an oxide semiconductor such as an —O-based, Sn—O-based, or Zn—O-based semiconductor. Here, for example, an In—Ga—Zn—O-based oxide semiconductor is an oxide containing at least In, Ga, and Zn, and there is no particular limitation on the composition ratio thereof. Moreover, elements other than In, Ga, and Zn may be included. The oxide semiconductor may contain SiO 2 .

また、酸化物半導体層は、化学式InMO(ZnO)(m>0)で表記される酸化物半導体を用いて形成することができる。ここで、Mは、Ga、Al、Mn若しくはCoから選ばれた一の金属元素、又は複数の金属元素を示す。例えばMとして、Ga、Ga及びAl、Ga及びMn、またはGa及びCoなどがある。 The oxide semiconductor layer can be formed using an oxide semiconductor represented by the chemical formula, InMO 3 (ZnO) m (m> 0). Here, M represents one metal element selected from Ga, Al, Mn, or Co, or a plurality of metal elements. For example, M includes Ga, Ga and Al, Ga and Mn, or Ga and Co.

なお、酸化物半導体層は、スパッタリング法によって形成することが好ましい。例えば、上述した系の酸化物ターゲットを用いて、スパッタリング法により形成する。   Note that the oxide semiconductor layer is preferably formed by a sputtering method. For example, it is formed by a sputtering method using the above-described oxide target.

また、酸化物半導体層として、n型不純物である水素を酸化物半導体から除去し、酸化物半導体の主成分以外の不純物が極力含まれないように高純度化することにより、i型(真性)の酸化物半導体層、又はi型(真性)に限りなく近い酸化物半導体層を適用することができる。すなわち、不純物を添加してI型化するのでなく、水素や水等の不純物を極力除去したことにより、高純度化されたi型(真性)又はそれに近づけた酸化物半導体層を適用することができる。   In addition, as an oxide semiconductor layer, hydrogen that is an n-type impurity is removed from the oxide semiconductor and purified so that impurities other than the main component of the oxide semiconductor are included as much as possible, whereby i-type (intrinsic) An oxide semiconductor layer or an oxide semiconductor layer close to i-type (intrinsic) can be used. That is, it is possible to apply a highly purified i-type (intrinsic) or an oxide semiconductor layer close thereto by removing impurities as much as possible, such as hydrogen and water, instead of adding an impurity to make it i-type. it can.

なお、高純度化された酸化物半導体層中は、キャリアが極めて少なく(ゼロに近い)、キャリア濃度は1×1014/cm未満、好ましくは1×1012/cm未満、さらに好ましくは1×1011/cm未満である。 Note that the highly purified oxide semiconductor layer has very few carriers (near zero), and the carrier concentration is less than 1 × 10 14 / cm 3 , preferably less than 1 × 10 12 / cm 3 , more preferably It is less than 1 × 10 11 / cm 3 .

酸化物半導体層中にキャリアが極めて少ないため、トランジスタのオフ特性(すなわち、nチャネル型トランジスタの場合、ソース電位がゲート電位以上である状態の特性)では、オフ電流を少なくすることができる。   Since the number of carriers in the oxide semiconductor layer is extremely small, off-state current can be reduced in the off-state characteristics of the transistor (that is, in the case of an n-channel transistor, in which the source potential is higher than or equal to the gate potential).

具体的には、上述の高純度化された酸化物半導体層を有するトランジスタは、オフ状態における電流値(オフ電流値)を10aA/μm(1×10−17A/μm)以下、さらには1aA/μm(1×10−18A/μm)以下、さらには10zA/μm(1×10−20A/μm)以下レベルにまで低くすることができる。 Specifically, the transistor including the above-described highly purified oxide semiconductor layer has a current value in an off state (off-state current value) of 10 aA / μm (1 × 10 −17 A / μm) or less, and further 1 aA / Μm (1 × 10 −18 A / μm) or less, and further to a level of 10 zA / μm (1 × 10 −20 A / μm) or less.

このような高純度化された酸化物半導体を具備するトランジスタを適用することで、オフ電流を極めて小さくすることができる。そのため、フォトセンサ内のリークを抑えることができ、撮像精度の向上に結びつけることができる。   By using a transistor including such a purified oxide semiconductor, off-state current can be extremely reduced. Therefore, leakage in the photosensor can be suppressed, and the imaging accuracy can be improved.

なお、酸化物半導体層を用いたトランジスタを適用する場合は、絶縁層などに、極力、水素や水を含ませないことが好ましい。   Note that in the case where a transistor including an oxide semiconductor layer is used, it is preferable that an insulating layer or the like contain as little hydrogen or water as possible.

受光素子2201、トランジスタ2221a、トランジスタ2221b、トランジスタ2101、及び保持容量2121上に絶縁層2009及び絶縁層2011が設けられている。   An insulating layer 2009 and an insulating layer 2011 are provided over the light-receiving element 2201, the transistor 2221 a, the transistor 2221 b, the transistor 2101, and the storage capacitor 2121.

絶縁層2009及び絶縁層2011を貫通するコンタクトホールを介して、受光素子2201とトランジスタ2221aとを電気的に接続する配線2213が設けられている。図2では、配線2213及び受光素子2201のp型半導体層2205が電気的に接続され、配線2213及びトランジスタ2221aのゲート電極2225aが電気的に接続される例を示している。   A wiring 2213 that electrically connects the light-receiving element 2201 and the transistor 2221a is provided through a contact hole that penetrates the insulating layers 2009 and 2011. FIG. 2 illustrates an example in which the wiring 2213 and the p-type semiconductor layer 2205 of the light receiving element 2201 are electrically connected, and the wiring 2213 and the gate electrode 2225a of the transistor 2221a are electrically connected.

また、絶縁層2007、絶縁層2009及び絶縁層2011を貫通するコンタクトホールを介して、トランジスタ2101と電気的に接続される配線2111が設けられている。配線2111は、画素電極2301及びトランジスタ2101を電気的に接続する接続配線として機能する。   In addition, a wiring 2111 electrically connected to the transistor 2101 is provided through a contact hole penetrating the insulating layer 2007, the insulating layer 2009, and the insulating layer 2011. The wiring 2111 functions as a connection wiring that electrically connects the pixel electrode 2301 and the transistor 2101.

配線2213、配線2111、及び絶縁層2011の上に、絶縁層2013が設けられている。そして、絶縁層2013上に絶縁層2401を介して黒色層2403が設けられ、絶縁層2405を介して画素電極2301が設けられる。画素電極2301は、絶縁層2405、黒色層2403、絶縁層2401、及び絶縁層2013を貫通するコンタクトホールを介して、配線2111と電気的に接続される。   An insulating layer 2013 is provided over the wiring 2213, the wiring 2111, and the insulating layer 2011. A black layer 2403 is provided over the insulating layer 2013 with the insulating layer 2401 interposed therebetween, and a pixel electrode 2301 is provided with the insulating layer 2405 interposed therebetween. The pixel electrode 2301 is electrically connected to the wiring 2111 through a contact hole that penetrates the insulating layer 2405, the black layer 2403, the insulating layer 2401, and the insulating layer 2013.

絶縁層2005、絶縁層2007、絶縁層2009、絶縁層2011、及び絶縁層2013は、不純物を拡散するブロッキング層、ゲート絶縁層、パッシベーション層、層間絶縁層、又は平坦化層として、適宜材料等を選択して形成する。なお、トランジスタに酸化物半導体層を用いる場合は、極力、水素や水を含ませないことが好ましい。   The insulating layer 2005, the insulating layer 2007, the insulating layer 2009, the insulating layer 2011, and the insulating layer 2013 are each formed using a material or the like as a blocking layer, a gate insulating layer, a passivation layer, an interlayer insulating layer, or a planarization layer that diffuses impurities. Select and form. Note that in the case where an oxide semiconductor layer is used for the transistor, it is preferable that hydrogen or water be not contained as much as possible.

画素電極2301は、可視光線を透過する電極を設ける。具体的には、透光性を有する導電性材料、例えばインジウム錫酸化物、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛、酸化亜鉛を含むインジウム亜鉛酸化物(IZO;Indium Zinc Oxide)、ガリウムを含む酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、又は酸化チタンを含むインジウム錫酸化物などを用いて形成する。   The pixel electrode 2301 is provided with an electrode that transmits visible light. Specifically, a light-transmitting conductive material such as indium tin oxide, indium tin oxide containing silicon oxide, organic indium, organic tin, zinc oxide, and indium zinc oxide containing zinc oxide (IZO; Indium) Zinc Oxide), zinc oxide containing gallium, tin oxide, indium oxide containing tungsten oxide, indium zinc oxide containing tungsten oxide, indium oxide containing titanium oxide, indium tin oxide containing titanium oxide, or the like is used. Form.

液晶層2303、対向電極2305、及び第2の基板2015は、上記実施の形態1の液晶層1303、対向電極1305、及び第2の基板1013に相当する。   The liquid crystal layer 2303, the counter electrode 2305, and the second substrate 2015 correspond to the liquid crystal layer 1303, the counter electrode 1305, and the second substrate 1013 in Embodiment Mode 1.

なお、本実施の形態では、第1の基板2003上に薄膜の半導体層を形成し、半導体層を用いてトランジスタを形成する例を挙げているが、特に限定されず、半導体基板やSOI基板を用いてトランジスタを形成してもよい。また、図2に図1(B)に示す構成のトランジスタを適用することもできるし、図1(B)に図2に示す構成のトランジスタを適用してもよい。   Note that although an example in which a thin semiconductor layer is formed over the first substrate 2003 and a transistor is formed using the semiconductor layer is described in this embodiment, the present invention is not particularly limited, and a semiconductor substrate or an SOI substrate is used. It may be used to form a transistor. 2 can be applied to the transistor shown in FIG. 1B, or the transistor shown in FIG. 2 can be applied to FIG. 1B.

本実施の形態で示した構成は、本明細書の他の実施の形態及び実施例の構成と適宜組み合わせることができる。   The structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the other embodiments and examples in this specification.

(実施の形態3)
液晶表示装置の構成について、図3の上面の模式図を用いて説明する。液晶表示装置301は、画素アレイ311、第1の制御回路部331、及び第2の制御回路部341を有する。
(Embodiment 3)
A configuration of the liquid crystal display device will be described with reference to a schematic diagram of an upper surface of FIG. The liquid crystal display device 301 includes a pixel array 311, a first control circuit unit 331, and a second control circuit unit 341.

画素アレイ311は、行方向及び列方向にマトリクス状に配置された複数の画素321を有する。画素321は、表示素子323、及びフォトセンサ325を有する。フォトセンサ325を用いて、液晶表示装置301、具体的には画素アレイ311に接触又は接近した被検出物を検出し、撮像する。   The pixel array 311 includes a plurality of pixels 321 arranged in a matrix in the row direction and the column direction. The pixel 321 includes a display element 323 and a photosensor 325. A photo sensor 325 is used to detect and image an object to be detected that touches or approaches the liquid crystal display device 301, specifically, the pixel array 311.

図3では、各々の画素321が1つの表示素子323と1つのフォトセンサ325とを有する例を示しているが、全ての画素がフォトセンサ325を有している必要はなく、撮像するために必要な個数、配置を実施者が適宜選択できる。例えば、複数の画素当たりに1つのフォトセンサを有する構成とすることができ、一例として4画素当たりに1つのフォトセンサを有する構成とすることができる。   FIG. 3 illustrates an example in which each pixel 321 includes one display element 323 and one photosensor 325, but it is not necessary that all the pixels include the photosensor 325. The practitioner can appropriately select the necessary number and arrangement. For example, one photosensor can be provided for each of a plurality of pixels, and one photosensor can be provided for every four pixels as an example.

液晶表示装置301は、フォトセンサ325が検出した赤外線を用いて、撮像することができる。具体的には、液晶表示装置301は、フォトセンサ325が検出した赤外線により、外光が被検出物で遮蔽されて画素アレイ311に影ができているのか、又は外光が画素アレイ311に入射されているか、を判別し、被検出物を検出し撮像することができる。   The liquid crystal display device 301 can capture an image using infrared rays detected by the photosensor 325. Specifically, in the liquid crystal display device 301, whether the external light is blocked by the detection target due to the infrared rays detected by the photosensor 325 and a shadow is formed on the pixel array 311, or the external light is incident on the pixel array 311. It is possible to determine whether the object has been detected and to detect and image an object to be detected.

フォトセンサ325は、赤外線の波長領域に受光感度を有する受光素子を少なくとも有する。受光素子の他、トランジスタなどを有する。   The photosensor 325 includes at least a light receiving element having light receiving sensitivity in an infrared wavelength region. In addition to the light receiving element, it includes a transistor.

表示素子323は、トランジスタ、保持容量、及び液晶素子などを有する。液晶素子は、液晶層を有する。   The display element 323 includes a transistor, a storage capacitor, a liquid crystal element, and the like. The liquid crystal element has a liquid crystal layer.

表示素子323におけるトランジスタは、保持容量への電荷の注入又は保持容量からの電荷の排出を制御する機能を有する。保持容量は、液晶層に印加する電圧に相当する電荷を保持する機能を有する。   The transistor in the display element 323 has a function of controlling injection of charge into the storage capacitor or discharge of charge from the storage capacitor. The storage capacitor has a function of holding a charge corresponding to a voltage applied to the liquid crystal layer.

本実施の形態に係る液晶表示装置301は、液晶層に高分子分散型液晶材料を用いる。そのため、本実施の形態に係る液晶表示装置301は、液晶材料による散乱光を利用して白表示(明表示)を行い、液晶材料を透過する光を利用して黒表示(暗表示)を行うことで、画像を表示する。   The liquid crystal display device 301 according to this embodiment uses a polymer-dispersed liquid crystal material for a liquid crystal layer. Therefore, the liquid crystal display device 301 according to the present embodiment performs white display (bright display) using scattered light from the liquid crystal material and performs black display (dark display) using light transmitted through the liquid crystal material. The image is displayed.

第1の制御回路部331は、フォトセンサ325を制御するための回路であり、信号線側の読み出し回路333と、走査線側のフォトセンサ駆動回路335を有する。走査線側のフォトセンサ駆動回路335は、特定の行に配置された画素321が有するフォトセンサ325に対して、後述するリセット動作と選択動作とを行う機能を有する。また、信号線側の読み出し回路333は、選択された行の画素321が有するフォトセンサ325の出力信号を取り出す機能を有する。なお、信号線側の読み出し回路333は、アナログ信号であるフォトセンサの出力を、OPアンプを用いてアナログ信号のまま液晶表示装置外部に取り出す構成や、A/D変換回路を用いてデジタル信号に変換してから液晶表示装置外部に取り出す構成が考え得る。   The first control circuit portion 331 is a circuit for controlling the photosensor 325 and includes a readout circuit 333 on the signal line side and a photosensor drive circuit 335 on the scanning line side. The photo sensor driving circuit 335 on the scanning line side has a function of performing a reset operation and a selection operation described later on the photo sensor 325 included in the pixel 321 arranged in a specific row. Further, the reading circuit 333 on the signal line side has a function of taking out an output signal of the photosensor 325 included in the pixel 321 in the selected row. Note that the readout circuit 333 on the signal line side outputs a photosensor output that is an analog signal to the outside of the liquid crystal display device as an analog signal using an OP amplifier, or a digital signal using an A / D conversion circuit. A configuration that can be taken out of the liquid crystal display device after conversion is conceivable.

第2の制御回路部341は、表示素子323を制御するための回路である。第2の制御回路部341は、ビデオデータ信号線などの信号線(「ソース信号線」ともいう)を介して表示素子323に信号を入力する表示素子駆動回路345と、走査線(「ゲート信号線」ともいう。)を介して表示素子323に信号を入力する表示素子駆動回路343を有する。例えば、表示素子駆動回路343は、特定の行に配置された画素が有する表示素子を選択する機能を有する。また、表示素子駆動回路345は、選択された行の画素が有する表示素子に任意の電位を与える機能を有する。なお、表示素子駆動回路343により高電位(「ハイレベル」の電位)を印加された表示素子では、トランジスタが導通状態となり、表示素子駆動回路345により与えられる電荷が供給される。   The second control circuit unit 341 is a circuit for controlling the display element 323. The second control circuit portion 341 includes a display element driver circuit 345 that inputs a signal to the display element 323 through a signal line such as a video data signal line (also referred to as a “source signal line”), and a scanning line (“gate signal”). A display element driver circuit 343 which inputs a signal to the display element 323 through a line. For example, the display element driver circuit 343 has a function of selecting display elements included in pixels arranged in a specific row. The display element driver circuit 345 has a function of applying an arbitrary potential to the display elements included in the pixels in the selected row. Note that in a display element to which a high potential (a “high level” potential) is applied by the display element driver circuit 343, the transistor is turned on, and the charge supplied from the display element driver circuit 345 is supplied.

次に、画素アレイ311における画素321の回路図について、図4を用いて説明する。画素321は、トランジスタ421、保持容量423及び液晶素子425を有する表示素子323と、受光素子であるフォトダイオード437、トランジスタ431及びトランジスタ433を有するフォトセンサ325とを有する。また、各画素321は、走査線側の表示素子駆動回路343に電気的に接続された第1の配線401と、走査線側のフォトセンサ駆動回路335に電気的に接続された第2の配線403及び第3の配線405と、信号線側の表示素子駆動回路345に電気的に接続された第4の配線411と、信号線側の読み出し回路333に電気的に接続された第5の配線413及び第6の配線415と、を有する。   Next, a circuit diagram of the pixel 321 in the pixel array 311 will be described with reference to FIG. The pixel 321 includes a display element 323 including a transistor 421, a storage capacitor 423, and a liquid crystal element 425, and a photosensor 325 including a photodiode 437 as a light receiving element, a transistor 431, and a transistor 433. Each pixel 321 includes a first wiring 401 electrically connected to the display element driving circuit 343 on the scanning line side and a second wiring electrically connected to the photo sensor driving circuit 335 on the scanning line side. 403, a third wiring 405, a fourth wiring 411 electrically connected to the display element driver circuit 345 on the signal line side, and a fifth wiring electrically connected to the readout circuit 333 on the signal line side 413 and a sixth wiring 415.

トランジスタ421は、ゲートが第1の配線401に、ソース又はドレインの一方が第4の配線411に、ソース又はドレインの他方が保持容量423の一方の電極及び液晶素子425の一方の電極に電気的に接続されている。保持容量423の他方の電極は一定の電位に保たれている。液晶素子425の他方の電極は一定の電位に保たれている。液晶素子425は、一対の電極の間に挟まれた高分子分散型液晶材料を含む液晶層を有する素子である。   In the transistor 421, the gate is electrically connected to the first wiring 401, one of the source and the drain is electrically connected to the fourth wiring 411, and the other of the source and the drain is electrically connected to one electrode of the storage capacitor 423 and one electrode of the liquid crystal element 425. It is connected to the. The other electrode of the storage capacitor 423 is kept at a constant potential. The other electrode of the liquid crystal element 425 is kept at a constant potential. The liquid crystal element 425 is an element having a liquid crystal layer containing a polymer dispersed liquid crystal material sandwiched between a pair of electrodes.

トランジスタ421は、第1の配線401に”H”が印加されると、第4の配線411の電位を保持容量423と液晶素子425に印加する。保持容量423は、印加された電位を保持する。液晶素子425は、印加された電位により、光を透過するオン状態となる。   When “H” is applied to the first wiring 401, the transistor 421 applies the potential of the fourth wiring 411 to the storage capacitor 423 and the liquid crystal element 425. The storage capacitor 423 holds the applied potential. The liquid crystal element 425 is turned on to transmit light according to the applied potential.

フォトダイオード437は、一方の電極が第2の配線403に、他方の電極がトランジスタ431のゲートに電気的に接続されている。ここでは、フォトダイオード437とトランジスタ431のゲートとを電気的に接続する配線を第7の配線435としている。トランジスタ431は、ソース又はドレインの一方が第5の配線413に、ソース又はドレインの他方がトランジスタ433のソース又はドレインの一方に電気的に接続されている。トランジスタ433は、ゲートが第3の配線405に、ソース又はドレインの他方が第6の配線415に電気的に接続されている。   In the photodiode 437, one electrode is electrically connected to the second wiring 403 and the other electrode is electrically connected to the gate of the transistor 431. Here, a wiring that electrically connects the photodiode 437 and the gate of the transistor 431 is a seventh wiring 435. In the transistor 431, one of a source and a drain is electrically connected to the fifth wiring 413, and the other of the source and the drain is electrically connected to one of the source and the drain of the transistor 433. The transistor 433 has a gate electrically connected to the third wiring 405 and the other of the source and the drain electrically connected to the sixth wiring 415.

次に、読み出し回路333の構成について、図5を用いて説明する。読み出し回路333は、例えば列毎に設けられる。図5において、画素1列分の読み出し回路333は、p型トランジスタ453、及び保持容量455を有する。また、当該画素列における第6の配線415と、第8の配線461と、第9の配線463と、を有する。   Next, the structure of the reading circuit 333 will be described with reference to FIG. The read circuit 333 is provided for each column, for example. In FIG. 5, the readout circuit 333 for one column of pixels includes a p-type transistor 453 and a storage capacitor 455. In addition, the pixel line includes a sixth wiring 415, an eighth wiring 461, and a ninth wiring 463.

p型トランジスタ453は、ゲートが第8の配線461に、ソース又はドレインの一方が第6の配線415及び保持容量455の一方の電極に、ソース又はドレインの他方が第9の配線463に電気的に接続されている。保持容量455は、他方の電極が接地されている。   In the p-type transistor 453, the gate is electrically connected to the eighth wiring 461, one of the source and the drain is electrically connected to the sixth wiring 415 and one electrode of the storage capacitor 455, and the other of the source or drain is electrically connected to the ninth wiring 463. It is connected to the. The holding capacitor 455 has the other electrode grounded.

第8の配線461は、フォトセンサ325の読み出し動作に先立って、第6の配線415のプリチャージを行うための配線である。   The eighth wiring 461 is a wiring for precharging the sixth wiring 415 prior to the reading operation of the photosensor 325.

読み出し回路333では、画素321内におけるフォトセンサ325の読み出し動作に先立ち、第6の配線415の電位を基準電位に設定する。図5では、第8の配線461の電位を”L”とすることで、第6の配線415を基準電位である高電位に設定することができる。保持容量455は、第6の配線415の寄生容量が大きい場合には設けなくてもよい。なお、基準電位は、低電位とする構成も可能である。この場合、p型トランジスタ453の代わりにn型トランジスタを用い、第8の配線461の電位を”H”とすることで、第6の配線415を基準電位である低電位に設定することができる。   In the reading circuit 333, the potential of the sixth wiring 415 is set to a reference potential before the reading operation of the photosensor 325 in the pixel 321. In FIG. 5, by setting the potential of the eighth wiring 461 to “L”, the sixth wiring 415 can be set to a high potential which is a reference potential. The storage capacitor 455 is not necessarily provided when the parasitic capacitance of the sixth wiring 415 is large. Note that the reference potential may be a low potential. In this case, by using an n-type transistor instead of the p-type transistor 453 and setting the potential of the eighth wiring 461 to “H”, the sixth wiring 415 can be set to a low potential which is a reference potential. .

次に、画素アレイ311におけるフォトセンサ325の読み出し動作について、図6のタイミングチャートを用いて説明する。図6のタイミングチャートには、第2の配線403の電位に相当する信号と、第3の配線405の電位に相当する信号と、第7の配線435の電位に相当する信号と、第6の配線415の電位に相当する信号と、第8の配線461に相当する信号と、を示す。   Next, a reading operation of the photosensor 325 in the pixel array 311 is described with reference to a timing chart in FIG. In the timing chart of FIG. 6, a signal corresponding to the potential of the second wiring 403, a signal corresponding to the potential of the third wiring 405, a signal corresponding to the potential of the seventh wiring 435, A signal corresponding to the potential of the wiring 415 and a signal corresponding to the eighth wiring 461 are shown.

時点Aに先立って、第8の配線461の電位を”L”とすると、第6の配線415の電位は”H”にプリチャージされる(プリチャージ動作)。   Prior to the time point A, when the potential of the eighth wiring 461 is set to “L”, the potential of the sixth wiring 415 is precharged to “H” (precharge operation).

期間ABにおいて、第2の配線403の電位を”H”とすると、フォトダイオード437が導通し、トランジスタ431のゲートが電気的に接続された第7の配線435の電位が”H”となる(リセット動作)。   In the period AB, when the potential of the second wiring 403 is “H”, the photodiode 437 is turned on, and the potential of the seventh wiring 435 to which the gate of the transistor 431 is electrically connected becomes “H” ( Reset operation).

期間BCにおいて、第2の配線403の電位を”L”にすると、フォトダイオード437のオフ電流により、トランジスタ431のゲートが接続された第7の配線435の電位が低下し始める。フォトダイオード437は、光が照射されるとオフ電流が増大するので、照射される光の量に応じてトランジスタ431のゲートが接続された第7の配線435の電位は変化する。すなわち、トランジスタ431のソースとドレイン間の電流が変化する(累積動作)。   In the period BC, when the potential of the second wiring 403 is set to “L”, the potential of the seventh wiring 435 to which the gate of the transistor 431 is connected starts to decrease due to the off-state current of the photodiode 437. Since the off-state current of the photodiode 437 increases when irradiated with light, the potential of the seventh wiring 435 to which the gate of the transistor 431 is connected changes in accordance with the amount of irradiated light. That is, the current between the source and drain of the transistor 431 changes (accumulation operation).

期間CDにおいて、第3の配線405の電位を”H”にすると、トランジスタ433が導通し、第5の配線413と第6の配線415とが、トランジスタ431とトランジスタ433とを介して導通する。すると、第6の配線415の電位は、低下していく。なお、時点C以前に、第8の配線461の電位の電位は”H”とし、第6の配線415のプリチャージを終了しておく。ここで、第6の配線415の電位が低下する速さは、トランジスタ431のソースとドレイン間の電流に依存する。すなわち、フォトダイオード437に照射されている光の量に応じて変化する(選択動作)。   In the period CD, when the potential of the third wiring 405 is set to “H”, the transistor 433 is turned on, and the fifth wiring 413 and the sixth wiring 415 are turned on through the transistor 431 and the transistor 433. Then, the potential of the sixth wiring 415 is decreased. Note that before the time point C, the potential of the eighth wiring 461 is set to “H”, and the precharge of the sixth wiring 415 is completed. Here, the speed at which the potential of the sixth wiring 415 decreases depends on the current between the source and the drain of the transistor 431. That is, it changes in accordance with the amount of light applied to the photodiode 437 (selection operation).

時点Dにおいて、第3の配線405の電位を”L”にすると、トランジスタ433が遮断され、第6の配線415の電位は、時点D以後、一定値となる。ここで、一定値となる値は、フォトダイオード437に照射されている光の量に応じて決定される。したがって、第6の配線415の電位を取得することで、フォトダイオード437に照射されている光の量を知ることができる。   When the potential of the third wiring 405 is set to “L” at the time D, the transistor 433 is cut off, and the potential of the sixth wiring 415 becomes a constant value after the time D. Here, the constant value is determined according to the amount of light applied to the photodiode 437. Therefore, by acquiring the potential of the sixth wiring 415, the amount of light applied to the photodiode 437 can be known.

上記のように、各画素321のフォトセンサ325の読み出し動作は、リセット動作、累積動作、及び選択動作を繰り返すことで実現される。液晶表示装置において、各画素におけるフォトセンサのリセット動作、累積動作、及び選択動作を実行することで、画素アレイ311に接触又は接近した被検出物を撮像することができる。   As described above, the reading operation of the photosensor 325 of each pixel 321 is realized by repeating the reset operation, the accumulation operation, and the selection operation. In the liquid crystal display device, the detection object that is in contact with or close to the pixel array 311 can be imaged by executing the reset operation, the accumulation operation, and the selection operation of the photosensor in each pixel.

本実施の形態のように、高分子分散型液晶材料を用いた液晶素子を具備することで、明るい表示を行うことができ、紙面に近い表示に結びつけることができる。そして、フォトセンサの受光素子として、赤外線の波長領域に受光感度を有する受光素子を具備することで、高分子分散型液晶材料特有の電界が掛かっていない状態における入射光の散乱による受光不良を防ぐことができ、高精度に撮像することができる。   By providing a liquid crystal element using a polymer-dispersed liquid crystal material as in this embodiment mode, bright display can be performed and display close to paper can be achieved. In addition, by providing a light receiving element having a light receiving sensitivity in the infrared wavelength region as a light receiving element of the photosensor, light reception failure due to scattering of incident light in a state where no electric field peculiar to the polymer dispersed liquid crystal material is applied is prevented. Can be taken with high accuracy.

本実施の形態で示した構成は、本明細書の他の実施の形態及び実施例の構成と適宜組み合わせることができる。   The structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the other embodiments and examples in this specification.

(実施の形態4)
本実施の形態では、フォトセンサに適用できる回路図の例について、図7〜図9を用いて説明する。本実施の形態に示すフォトセンサは、図4に示すフォトセンサ325に代えて、適用することができる。
(Embodiment 4)
In this embodiment, examples of circuit diagrams applicable to a photosensor will be described with reference to FIGS. The photosensor described in this embodiment can be applied instead of the photosensor 325 illustrated in FIG.

図7(A)は、図4に示すフォトセンサ325に加えて、トランジスタ231、及び第10の配線232を有する構成としたものである。トランジスタ231は、ゲートが第10の配線232に電気的に接続され、ソース又はドレインの一方がフォトダイオード437の他方の電極に電気的に接続され、ソース又はドレインの他方がトランジスタ431のゲートに電気的に接続される。トランジスタ231は、トランジスタ431のゲートに蓄積された電荷を保持する機能を有している。   FIG. 7A illustrates a structure including a transistor 231 and a tenth wiring 232 in addition to the photosensor 325 illustrated in FIG. In the transistor 231, the gate is electrically connected to the tenth wiring 232, one of the source and the drain is electrically connected to the other electrode of the photodiode 437, and the other of the source and the drain is electrically connected to the gate of the transistor 431. Connected. The transistor 231 has a function of holding charge accumulated in the gate of the transistor 431.

図7(B)は、図4に示すフォトセンサ325に加えて、保持容量233、第11の配線234を有し、トランジスタ433及び第3の配線405を有さない構成としたものである。保持容量233は、一方の電極がフォトダイオード437の他方の電極に電気的に接続され、他方の電極が第11の配線234に電気的に接続される。また、トランジスタ431のソース又はドレインの一方が第6の配線415に電気的に接続される。   FIG. 7B illustrates a structure in which the storage capacitor 233 and the eleventh wiring 234 are included in addition to the photosensor 325 illustrated in FIG. 4 and the transistor 433 and the third wiring 405 are not included. The storage capacitor 233 has one electrode electrically connected to the other electrode of the photodiode 437 and the other electrode electrically connected to the eleventh wiring 234. In addition, one of the source and the drain of the transistor 431 is electrically connected to the sixth wiring 415.

図8(A)は、図7(A)に示すフォトセンサに加えて、トランジスタ241及び第12の配線242を有する構成としたものである。トランジスタ241は、ゲートが第12の配線242に電気的に接続され、ソース又はドレインの一方がトランジスタ231のソース又はドレインの他方及びトランジスタ431のゲートに電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が第5の配線413及びトランジスタ431のソース又はドレインの一方に電気的に接続される。トランジスタ241は、トランジスタ431のゲートにリセット信号を供給する機能を有している。   FIG. 8A illustrates a structure including a transistor 241 and a twelfth wiring 242 in addition to the photosensor illustrated in FIG. The gate of the transistor 241 is electrically connected to the twelfth wiring 242, one of the source and the drain is electrically connected to the other of the source and the drain of the transistor 231 and the gate of the transistor 431, and the other of the source and the drain is connected The fifth wiring 413 and the transistor 431 are electrically connected to one of a source and a drain. The transistor 241 has a function of supplying a reset signal to the gate of the transistor 431.

図8(B)は、図8(A)に示すフォトセンサにおいて、トランジスタ431とトランジスタ433との接続関係が異なる構成を有している。トランジスタ431は、ゲートがトランジスタ231のソース又はドレインの他方及びトランジスタ241のソース又はドレインの一方に電気的に接続され、ソース又はドレインの一方がトランジスタ433のソース又はドレインの一方に電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が第6の配線415に電気的に接続される。トランジスタ433のソース又はドレインの他方は、第5の配線413及びトランジスタ241のソース又はドレインの他方に電気的に接続される。   FIG. 8B has a structure in which the connection relationship between the transistor 431 and the transistor 433 is different in the photosensor illustrated in FIG. The transistor 431 has a gate electrically connected to the other of the source and drain of the transistor 231 and one of the source and drain of the transistor 241, and one of the source and drain is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 433. The other of the source and the drain is electrically connected to the sixth wiring 415. The other of the source and the drain of the transistor 433 is electrically connected to the other of the fifth wiring 413 and the source or the drain of the transistor 241.

図9(A)は、図8(A)に示すフォトセンサにおいて、トランジスタ433及び第3の配線405を有さない構成としたものである。トランジスタ431は、ソース又はドレインの他方が第6の配線415に電気的に接続される。   FIG. 9A illustrates a structure in which the photosensor illustrated in FIG. 8A does not include the transistor 433 and the third wiring 405. The other of the source and the drain of the transistor 431 is electrically connected to the sixth wiring 415.

図9(B)は、図9(A)に示すフォトセンサにおいて、トランジスタ241とトランジスタ431との接続関係が異なる構成を有している。トランジスタ241は、ソース又はドレインの他方が第13の配線244に電気的に接続される。トランジスタ431は、ソース又はドレインの一方が第5の配線413に電気的に接続され、ソース又はドレインの他方が第6の配線415に電気的に接続される。   FIG. 9B has a structure in which the connection relation between the transistor 241 and the transistor 431 is different in the photosensor illustrated in FIG. The other of the source and the drain of the transistor 241 is electrically connected to the thirteenth wiring 244. In the transistor 431, one of a source and a drain is electrically connected to the fifth wiring 413, and the other of the source and the drain is electrically connected to the sixth wiring 415.

図9(C)は、図9(A)に示すフォトセンサにおいて、トランジスタ241とトランジスタ431との接続関係が異なる構成を有している。トランジスタ241は、ソース又はドレインの他方がトランジスタ231のソース又はドレインの他方及びトランジスタ431のゲートに電気的に接続され、ソース又はドレインの一方がトランジスタ431のソース又はドレインの他方及び第6の配線415に電気的に接続される。   FIG. 9C has a structure in which the connection relation between the transistor 241 and the transistor 431 is different in the photosensor illustrated in FIG. In the transistor 241, the other of the source and the drain is electrically connected to the other of the source and the drain of the transistor 231 and the gate of the transistor 431. One of the source and the drain is the other of the source and the drain of the transistor 431 and the sixth wiring 415. Is electrically connected.

以上のように、フォトセンサとしては、様々な回路構成を適用することができる。もちろん、フォトセンサを構成する受光素子としては、赤外線の波長領域に受光感度を有する素子を適用する。このようなフォトセンサを備えた液晶表示装置によって、高精度に撮像することができる。   As described above, various circuit configurations can be applied to the photosensor. Of course, as the light receiving element constituting the photosensor, an element having light receiving sensitivity in the infrared wavelength region is applied. A liquid crystal display device provided with such a photosensor can capture images with high accuracy.

本実施の形態で示した構成は、本明細書の他の実施の形態及び実施例の構成と適宜組み合わせることができる。   The structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the other embodiments and examples in this specification.

(実施の形態5)
本実施の形態では、上記実施の形態に示した液晶表示装置の応用例について説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, application examples of the liquid crystal display device described in the above embodiment will be described.

図10に、上記実施の形態に示した液晶表示装置を組み込んだライティングボード(黒板、ホワイトボードとも言われる)の一例を示す。例えば、ライティングボード9600のパネル部9696に、上記実施の形態に示した液晶表示装置を組み込むことができる。   FIG. 10 illustrates an example of a writing board (also referred to as a blackboard or a whiteboard) in which the liquid crystal display device described in the above embodiment is incorporated. For example, the liquid crystal display device described in the above embodiment can be incorporated in the panel portion 9696 of the writing board 9600.

パネル部9696の表面には、マーカー等を用いて自由に書き込みを行うことができる。パネル部9696表面には、ガラス基板や透明な合成樹脂シートを用いることができる。   Writing can be freely performed on the surface of the panel portion 9696 using a marker or the like. A glass substrate or a transparent synthetic resin sheet can be used for the surface of the panel portion 9696.

パネル部9696に組み込まれた液晶表示装置は、画素に赤外線の波長領域に受光感度を有する受光素子を含んでおり、撮像することができる。そのため、ライティングボード9600をプリンター等と接続しておくことで、パネル部9696に書き込まれた文字や図などを読み取って印刷することが可能である。もちろん、ライティングボード9600本体にプリンターを備えさせた構成としてもよい。   A liquid crystal display device incorporated in the panel portion 9696 includes a light receiving element having light receiving sensitivity in an infrared wavelength region in a pixel, and can capture an image. Therefore, by connecting the writing board 9600 to a printer or the like, it is possible to read and print characters and drawings written in the panel portion 9696. Of course, the writing board 9600 main body may have a printer.

また、パネル部9696に、上記実施の形態に係る表示機能及び撮像機能を備えた液晶表示装置を組み込んでおり、画像を表示し、さらにパネル部9696表面にマーカー等で書き込みを行った文字や図を撮像して読み取ることができる。また、パネル部9696に、画像を表示させた状態で文字や図を書き込み、撮像して読み取ったマーカーの軌跡と画像とを合成して映し出すことも可能である。パネル部9696の表示画像や書き込んだ文字などは、プリンター等により印刷することが可能である。   In addition, the liquid crystal display device having the display function and the imaging function according to the above embodiment is incorporated in the panel portion 9696, and an image is displayed. Further, characters and figures written on the surface of the panel portion 9696 with a marker or the like are displayed. Can be imaged and read. In addition, characters and diagrams can be written on the panel portion 9696 in a state where an image is displayed, and the locus of the marker that has been captured and read and the image can be combined and displayed. A display image of the panel portion 9696, written characters, and the like can be printed by a printer or the like.

上記実施の形態で示した液晶表示装置を適用することで、ホワイトボードであれば、紙面に近い表示、特に白表示を見やすくすることができる。また、赤外線を利用して撮像する構成とすることで、高分子分散型液晶材料を適用した液晶表示装置であっても、高精度に撮像することが可能である。   By applying the liquid crystal display device described in the above embodiment, a white board can make it easy to see a display close to a paper surface, particularly a white display. In addition, by adopting a configuration in which imaging is performed using infrared rays, even a liquid crystal display device to which a polymer-dispersed liquid crystal material is applied can perform imaging with high accuracy.

次に、図11に、上記実施の形態に示した液晶表示装置を組み込んだ携帯情報端末の例を示す。図11では、電子書籍用端末として用いることができる携帯情報端末の例を図示する。   Next, FIG. 11 illustrates an example of a portable information terminal in which the liquid crystal display device described in the above embodiment is incorporated. FIG. 11 illustrates an example of a portable information terminal that can be used as an electronic book terminal.

図11(A)に示す携帯情報端末4700は、第1の筐体4701及び第2の筐体4703の2つの筐体で構成されている。また、第1の筐体4701に、電源4721、スピーカー4725などを具備させている。第1の筐体4701及び第2の筐体4703は、軸部4711により一体とされており、軸部4711を軸として開閉動作を行うことができる。このような構成により、紙面に印刷された書籍のように扱うことが可能となる。   A portable information terminal 4700 illustrated in FIG. 11A includes two housings, a first housing 4701 and a second housing 4703. In addition, the first housing 4701 is provided with a power supply 4721, a speaker 4725, and the like. The first housing 4701 and the second housing 4703 are integrated with a shaft portion 4711 and can be opened and closed with the shaft portion 4711 as an axis. With such a configuration, it can be handled like a book printed on paper.

第1の筐体4701には第1のパネル部4705が組み込まれている。第2の筐体4703には第2のパネル部4707が組み込まれている。第1のパネル部4705及び第2のパネル部4707は、続き画像を表示する構成としてもよいし、異なる画像を表示する構成としてもよい。異なる画像を表示する構成とすることで、例えば紙面に対して右側のパネル部(図11(A)では第1のパネル部4705)に文章を表示し、紙面に対して左側のパネル部(図11(B)では第2のパネル部4707)に挿絵を表示することができる。   A first panel portion 4705 is incorporated in the first housing 4701. A second panel portion 4707 is incorporated in the second housing 4703. The first panel unit 4705 and the second panel unit 4707 may be configured to display subsequent images or may be configured to display different images. By adopting a configuration in which different images are displayed, for example, text is displayed on the right panel (the first panel 4705 in FIG. 11A) with respect to the page, and the left panel (see FIG. 11). 11 (B), an illustration can be displayed on the second panel portion 4707).

第1のパネル部4705及び/又は第2のパネル部4707に、上記実施の形態に係る表示機能及び撮像機能を備えた液晶表示装置を組み込んでいる。パネル部に、画像とともに操作キーを表示させる。そして、使用者が操作キーに触れたことを検出(撮像)し、頁を送らせる構成とすることができる。   A liquid crystal display device including the display function and the imaging function according to the above embodiment is incorporated in the first panel portion 4705 and / or the second panel portion 4707. An operation key is displayed on the panel unit together with an image. And it can be set as the structure which detects that a user touched the operation key (imaging), and sends a page.

また、第1のパネル部4705及び/又は第2のパネル部4707に画像を表示させた状態で指やペン先等で文字や図を書き込み、撮像して読み取った軌跡と画像とを合成して表示させることも可能である。   In addition, a character or a figure is written with a finger or a pen tip in a state where an image is displayed on the first panel unit 4705 and / or the second panel unit 4707, and the trajectory read by imaging is combined with the image. It can also be displayed.

なお、筐体のパネル部と同一面にキーボードやポインティングディバイスなどを備える構成としてもよい。また、筐体の裏面や側面に、外部接続用端子(イヤホン端子、USB端子、またはACアダプタ及びUSBケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など)、記録媒体挿入部などを備える構成としてもよい。さらに、携帯情報端末4700は、電子辞書としての機能を持たせた構成としてもよい。   Note that a keyboard, a pointing device, or the like may be provided on the same surface as the panel portion of the housing. Further, an external connection terminal (such as an earphone terminal, a USB terminal, or a terminal that can be connected to various types of cables such as an AC adapter and a USB cable), a recording medium insertion unit, and the like may be provided on the back and side surfaces of the housing. . Further, the portable information terminal 4700 may have a configuration having an electronic dictionary function.

また、携帯情報端末4700は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、電子書籍サーバから、所望の書籍データなどを購入し、ダウンロードする構成とすることも可能である。   Further, the portable information terminal 4700 may be configured to transmit and receive information wirelessly. It is also possible to adopt a configuration in which desired book data or the like is purchased and downloaded from an electronic book server wirelessly.

次に、図11(A)と異なる構成の携帯情報端末の例を図11(B)、(C)に示す。   Next, an example of a portable information terminal having a configuration different from that in FIG. 11A is illustrated in FIGS.

図11(B)、(C)に示す携帯情報端末4300は、可撓性を有する端末の例である。図11(B)は携帯情報端末4300を開いた状態を示し、図11(C)は携帯情報端末4300を閉じた状態を示している。   A portable information terminal 4300 illustrated in FIGS. 11B and 11C is an example of a flexible terminal. FIG. 11B shows a state where the portable information terminal 4300 is opened, and FIG. 11C shows a state where the portable information terminal 4300 is closed.

携帯情報端末4300は、第1の筐体4305、第2の筐体4306、及び第3の筐体4313の3つの筐体で構成されている。第1の筐体4305、第2の筐体4306、及び第3の筐体4313は、軸部4308により一体とされている。第3の筐体4313は、第1の筐体4305と第2の筐体4306との間に挿入されている。第1の筐体4305、第2の筐体4306、及び第3の筐体4313は、軸部4308を軸として開閉動作及び頁めくり動作を行うことができる。このような構成により、あたかも実際の書籍を閲読するような感覚で、利用することが可能となる。   The portable information terminal 4300 includes three housings, a first housing 4305, a second housing 4306, and a third housing 4313. The first housing 4305, the second housing 4306, and the third housing 4313 are integrated with a shaft portion 4308. The third housing 4313 is inserted between the first housing 4305 and the second housing 4306. The first housing 4305, the second housing 4306, and the third housing 4313 can perform an opening / closing operation and a page turning operation with the shaft portion 4308 as an axis. With such a configuration, it can be used as if reading an actual book.

第1の筐体4305には第1のパネル部4301が組み込まれている。第2の筐体4306には第2のパネル部4307が組み込まれている。第3の筐体4313の一方の面には第3のパネル部4302が組み込まれ、他方の面には第4のパネル部4310が組み込まれている。第3の筐体4313は、両面表示ができるように第3のパネル部4302及び第4のパネル部4310が組み込まれている。図11(B)に示す携帯情報端末4300を左綴じとして利用する場合は、第1のパネル部4301、第3のパネル部4302、第4のパネル部4310、及び第2のパネル部4307の頁順となり、右綴じの場合は頁が逆順となる。   A first panel portion 4301 is incorporated in the first housing 4305. A second panel portion 4307 is incorporated in the second housing 4306. A third panel portion 4302 is incorporated on one surface of the third housing 4313, and a fourth panel portion 4310 is incorporated on the other surface. The third housing 4313 includes a third panel portion 4302 and a fourth panel portion 4310 so that double-sided display can be performed. In the case where the portable information terminal 4300 illustrated in FIG. 11B is used as left-binding, pages of the first panel portion 4301, the third panel portion 4302, the fourth panel portion 4310, and the second panel portion 4307 In the case of right binding, the pages are in reverse order.

第1のパネル部4301が組み込まれた第1の筐体4305、第2のパネル部4307が組み込まれた第2の筐体4306、並びに第3のパネル部4302及び第4のパネル部4310が組み込まれた第3の筐体4313は可撓性を有しており、フレキシビリティが高い。また、第1の筐体4305及び第2の筐体4306にプラスチック基板を用い、第3の筐体4313に薄いフィルムを用いると、薄型で、且つ、書籍に近い感覚で利用できる携帯情報端末4300とすることができる。   A first housing 4305 in which the first panel portion 4301 is incorporated, a second housing 4306 in which the second panel portion 4307 is incorporated, and a third panel portion 4302 and a fourth panel portion 4310 are incorporated. The third housing 4313 is flexible and has high flexibility. In addition, when a plastic substrate is used for the first housing 4305 and the second housing 4306 and a thin film is used for the third housing 4313, the portable information terminal 4300 is thin and can be used like a book. It can be.

なお、第3の筐体4313を省略して見開き型の端末としてもよいし、さらに第3の筐体を追加して頁数を増やしてもよい。   Note that the third housing 4313 may be omitted to be a spread-type terminal, or a third housing may be added to increase the number of pages.

第1のパネル部4301、第2のパネル部4307、第3のパネル部4302、及び/又は第4のパネル部4310に、上記実施の形態に係る表示機能及び撮像機能を備えた液晶表示装置を組み込んでいる。パネル部に、画像とともに操作キー(図11(B)では第1のパネル部4301に操作キー4304を表示させている)を表示させる。そして、使用者が操作キーに触れたことを検出(撮像)し、頁を送らせる構成とすることができる。   A liquid crystal display device provided with the display function and the imaging function according to any of the above embodiments in the first panel portion 4301, the second panel portion 4307, the third panel portion 4302, and / or the fourth panel portion 4310. Incorporated. An operation key (the operation key 4304 is displayed on the first panel portion 4301 in FIG. 11B) is displayed on the panel portion together with the image. And it can be set as the structure which detects that a user touched the operation key (imaging), and sends a page.

また、第1のパネル部4301、第2のパネル部4307、第3のパネル部4302、及び/又は第4のパネル部4310に、画像を表示させた状態で指やペン先等で文字や図を書き込み、撮像して読み取った軌跡と画像とを合成して表示させることも可能である。   In addition, a character or a figure with a finger or a nib in a state where an image is displayed on the first panel portion 4301, the second panel portion 4307, the third panel portion 4302, and / or the fourth panel portion 4310. It is also possible to combine and display a trajectory and an image that are written and imaged and read.

図11に示す携帯情報端末に、上記実施の形態で示した液晶表示装置を適用することで、新聞や文庫などの書籍を閲読する際に、紙面に近い表示を行うことができ、特に白表示を見やすくすることができる。また、赤外線を利用して撮像する構成とすることで、高分子分散型液晶材料を適用した液晶表示装置であっても、高精度に撮像することが可能である。   By applying the liquid crystal display device shown in the above embodiment mode to the portable information terminal shown in FIG. 11, when reading a book such as a newspaper or a paperback, it is possible to perform a display close to a paper surface, particularly a white display. Can make it easier to see. In addition, by adopting a configuration in which imaging is performed using infrared rays, even a liquid crystal display device to which a polymer-dispersed liquid crystal material is applied can perform imaging with high accuracy.

本実施の形態では、ライティングボードや携帯情報端末に、本明細書に開示する液晶表示装置を適用する例を示したが、その他のさまざまな電子機器にも適用することが可能である。例えば、ディスプレイなどの表示装置、ノート型パーソナルコンピュータ、記録媒体を備えた画像再生装置(代表的にはDVD:Digital Versatile Disc等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置)が挙げられる。その他、携帯電話機、携帯型ゲーム機、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、デジタルオーディオプレイヤー等)、複写機、ファクシミリ、プリンター、プリンター複合機、現金自動預け入れ払い機(ATM)、自動販売機などが挙げられる。さらに、電車などの乗り物の車内広告、ポスター用に利用することもできる。   Although an example in which the liquid crystal display device disclosed in this specification is applied to a writing board or a portable information terminal is described in this embodiment, the present invention can also be applied to other various electronic devices. For example, a display device such as a display, a notebook personal computer, and an image playback device including a recording medium (typically a device having a display that can play back a recording medium such as a DVD: Digital Versatile Disc and display the image) Is mentioned. In addition, mobile phones, portable game machines, video cameras, digital still cameras, goggles type displays (head mounted displays), navigation systems, sound playback devices (car audio, digital audio players, etc.), copiers, facsimiles, printers, printers Examples include multifunction peripherals, automatic teller machines (ATMs), and vending machines. It can also be used for advertisements and posters on vehicles such as trains.

本実施の形態で示した構成は、本明細書の他の実施の形態及び実施例の構成と適宜組み合わせることができる。   The structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the other embodiments and examples in this specification.

本実施例では、高分子分散型液晶材料における透過率の波長分散特性を測定した結果について説明する。   In this example, the results of measuring the wavelength dispersion characteristics of transmittance in a polymer-dispersed liquid crystal material will be described.

測定試料としては、画素面積23mm×24mmとなる液晶セルを作製した。液晶セルは、石英基板と石英基板との間に液晶層のみを挟持させた構成とした。セルギャップは、10μm狙いで作製した。   As a measurement sample, a liquid crystal cell having a pixel area of 23 mm × 24 mm was produced. The liquid crystal cell was configured such that only the liquid crystal layer was sandwiched between the quartz substrate and the quartz substrate. The cell gap was produced with the aim of 10 μm.

液晶層は、下記表1のような、(A)液晶材料(メルク社製、商品名MLC−2062)、(B)第1モノマー材料(共栄化学製、商品名DCP−A(水添ジシクロペンタジエニルジアクリレート))、(C)第2モノマー材料(新中村化学社製、商品名NKエステル S−1800A(イソステアリルアクリレート))、(D)重合開始剤(チバ・ジャパン製、商品名イルガキュア651(ベンジルジメチルケタール))を調合して作製した。   The liquid crystal layer is composed of (A) liquid crystal material (trade name MLC-2062, manufactured by Merck & Co., Ltd.), (B) first monomer material (trade name DCP-A (hydrogenated dicyclo), as shown in Table 1 below. Pentadienyl diacrylate)), (C) second monomer material (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., trade name NK ester S-1800A (isostearyl acrylate)), (D) polymerization initiator (trade name, manufactured by Ciba Japan) Irgacure 651 (benzyldimethyl ketal)) was prepared.

具体的には、(A)液晶材料:376.63mg、(B)第1モノマー材料:75.77mg、(C)第2モノマー材料:54.32mg、(D)重合開始剤:2.71mgを調合し、それぞれ(A)73.93wt%、(B)14.87wt%、(C)10.66wt%、(D)0.53wt%含有された液晶層を形成した。   Specifically, (A) liquid crystal material: 376.63 mg, (B) first monomer material: 75.77 mg, (C) second monomer material: 54.32 mg, (D) polymerization initiator: 2.71 mg. A liquid crystal layer containing (A) 73.93 wt%, (B) 14.87 wt%, (C) 10.66 wt%, and (D) 0.53 wt% was formed.

図12に、分光光度計(日立ハイテク社製「日立分光光度計 U−4100」)で測定した結果を示す。図12から、本実施例の測定試料は、500nmより長波長側に向かって透過率が上昇し、赤外線の波長領域では良好な透過率を有していることが確認できた。なお、波長2600nm〜2900nm付近に表れているのは測定ノイズである。   FIG. 12 shows the results of measurement with a spectrophotometer (“Hitachi Spectrophotometer U-4100” manufactured by Hitachi High-Tech). From FIG. 12, it was confirmed that the measurement sample of this example had an increase in transmittance toward the longer wavelength side from 500 nm, and had a good transmittance in the infrared wavelength region. Note that measurement noise appears in the vicinity of a wavelength of 2600 nm to 2900 nm.

本実施例は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。   This example can be implemented in combination with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.

231 トランジスタ
232 配線
233 保持容量
234 配線
241 トランジスタ
242 配線
244 配線
301 液晶表示装置
311 画素アレイ
321 画素
323 表示素子
325 フォトセンサ
331 制御回路部
333 回路
335 フォトセンサ駆動回路
341 制御回路部
343 表示素子駆動回路
345 表示素子駆動回路
401 配線
403 配線
405 配線
411 配線
413 配線
415 配線
421 トランジスタ
423 保持容量
425 液晶素子
431 トランジスタ
433 トランジスタ
435 配線
437 フォトダイオード
453 p型トランジスタ
455 保持容量
461 配線
463 配線
1000 画素
1003 基板
1005 絶縁層
1007 絶縁層
1009 絶縁層
1011 絶縁層
1013 基板
1100 表示素子
1101 トランジスタ
1103 チャネル形成領域
1105 不純物領域
1107 ゲート電極
1109 導電層
1200 フォトセンサ
1201 受光素子
1203 領域
1205 領域
1207 領域
1300 液晶素子
1301 画素電極
1303 液晶層
1305 対向電極
2003 基板
2005 絶縁層
2007 絶縁層
2009 絶縁層
2011 絶縁層
2013 絶縁層
2015 基板
2101 トランジスタ
2103 半導体層
2104 導電層
2105 ゲート電極
2111 配線
2121 保持容量
2124 電極
2125 電極
2201 受光素子
2203 n型半導体層
2204 i型半導体層
2205 p型半導体層
2211 配線
2213 配線
2221a トランジスタ
2221b トランジスタ
2223a 半導体層
2223b 半導体層
2224a 導電層
2224b 導電層
2225a ゲート電極
2225b ゲート電極
2300 液晶素子
2301 画素電極
2303 液晶層
2305 対向電極
2401 絶縁層
2403 黒色層
2405 絶縁層
4300 携帯情報端末
4301 パネル部
4302 パネル部
4304 操作キー
4305 筐体
4306 筐体
4307 パネル部
4308 軸部
4310 パネル部
4313 筐体
4700 携帯情報端末
4701 筐体
4703 筐体
4705 パネル部
4707 パネル部
4711 軸部
4721 電源
4725 スピーカー
9600 ライティングボード
9696 パネル部
231 transistor 232 wiring 233 storage capacitor 234 wiring 241 transistor 242 wiring 244 wiring 301 liquid crystal display device 311 pixel array 321 pixel 323 display element 325 photosensor 331 control circuit section 333 circuit 335 photosensor driving circuit 341 control circuit section 343 display element driving circuit 345 Display element driving circuit 401 Wiring 403 Wiring 405 Wiring 411 Wiring 413 Wiring 415 Wiring 421 Transistor 423 Retention capacitance 425 Liquid crystal element 431 Transistor 433 Transistor 435 Wiring 437 Photo diode 453 P-type transistor 455 Retention capacitance 461 Wiring 463 Wiring 1000 Pixel 1003 Substrate 1005 Insulating layer 1007 Insulating layer 1009 Insulating layer 1011 Insulating layer 1013 Substrate 1100 Display element 1101 Transistor 103 Channel formation region 1105 Impurity region 1107 Gate electrode 1109 Conductive layer 1200 Photosensor 1201 Light receiving element 1203 Region 1205 Region 1207 Region 1300 Liquid crystal element 1301 Pixel electrode 1303 Liquid crystal layer 1305 Counter electrode 2003 Substrate 2005 Insulating layer 2007 Insulating layer 2009 Insulating layer 2011 Insulating Layer 2013 insulating layer 2015 substrate 2101 transistor 2103 semiconductor layer 2104 conductive layer 2105 gate electrode 2111 wiring 2121 storage capacitor 2124 electrode 2125 electrode 2201 light receiving element 2203 n-type semiconductor layer 2204 i-type semiconductor layer 2205 p-type semiconductor layer 2211 wiring 2213 wiring 2221a transistor 2221b Transistor 2223a Semiconductor layer 2223b Semiconductor layer 2224a Conductive layer 2224b Conductive layer 222 a gate electrode 2225b gate electrode 2300 liquid crystal element 2301 pixel electrode 2303 liquid crystal layer 2305 counter electrode 2401 insulating layer 2403 black layer 2405 insulating layer 4300 portable information terminal 4301 panel unit 4302 panel unit 4304 operation key 4305 casing 4306 casing 4307 panel unit 4308 Shaft portion 4310 Panel portion 4313 Case 4700 Portable information terminal 4701 Case 4703 Case 4705 Panel portion 4707 Panel portion 4711 Shaft portion 4721 Power supply 4725 Speaker 9600 Writing board 9696 Panel portion

Claims (6)

表示機能及び撮像機能を備え、
液晶層と、受光素子とを有し、
前記液晶層は、受光素子よりも視認側に配置され、高分子分散型液晶材料を含み、
前記受光素子は、赤外線の波長領域に受光感度を有し、
前記受光素子が検出した赤外線を撮像する機能を備える
ことを特徴とする液晶表示装置。
It has a display function and an imaging function,
A liquid crystal layer and a light receiving element;
The liquid crystal layer is disposed on the viewing side from the light receiving element, and includes a polymer dispersed liquid crystal material,
The light receiving element has a light receiving sensitivity in an infrared wavelength region,
A liquid crystal display device comprising a function of imaging infrared rays detected by the light receiving element.
表示機能及び撮像機能を備え、
対向電極と、画素電極と、液晶層と、受光素子とを有し、
前記対向電極、前記画素電極および前記液晶層は、受光素子よりも視認側に配置され、
前記対向電極は、前記画素電極および前記液晶層よりも視認側に配置され、可視光線を透過し、
前記画素電極は、前記対向電極と対向して配置され、可視光線を反射し、
前記液晶層は、前記対向電極と前記画素電極との間に狭持され、高分子分散型液晶材料を含み、
前記受光素子が検出した赤外線を撮像する機能を備える
ことを特徴とする液晶表示装置。
It has a display function and an imaging function,
A counter electrode, a pixel electrode, a liquid crystal layer, and a light receiving element;
The counter electrode, the pixel electrode, and the liquid crystal layer are disposed on the viewing side with respect to the light receiving element,
The counter electrode is disposed on the viewing side with respect to the pixel electrode and the liquid crystal layer, and transmits visible light.
The pixel electrode is disposed to face the counter electrode, reflects visible light,
The liquid crystal layer is sandwiched between the counter electrode and the pixel electrode, and includes a polymer dispersed liquid crystal material,
A liquid crystal display device comprising a function of imaging infrared rays detected by the light receiving element.
請求項2において、
前記受光素子と重なる位置に前記画素電極が配置されていないことを特徴とする液晶表示装置。
In claim 2,
A liquid crystal display device, wherein the pixel electrode is not disposed at a position overlapping with the light receiving element.
表示機能及び撮像機能を備え、
対向電極と、画素電極と、液晶層と、黒色層と、受光素子とを有し、
前記対向電極、前記画素電極、および前記液晶層は、前記黒色層および前記受光素子よりも視認側に配置され、
前記対向電極は、前記画素電極および前記液晶層よりも視認側に配置され、可視光線を透過し、
前記画素電極は、前記対向電極と対向して配置され、可視光線を透過し、
前記液晶層は、前記対向電極と前記画素電極との間に狭持され、高分子分散型液晶材料を含み、
前記受光素子は、赤外線の波長領域に受光感度を有し、
前記受光素子が検出した赤外線を撮像する機能を備える
ことを特徴とする液晶表示装置。
It has a display function and an imaging function,
A counter electrode, a pixel electrode, a liquid crystal layer, a black layer, and a light receiving element;
The counter electrode, the pixel electrode, and the liquid crystal layer are disposed closer to the viewing side than the black layer and the light receiving element,
The counter electrode is disposed on the viewing side with respect to the pixel electrode and the liquid crystal layer, and transmits visible light.
The pixel electrode is disposed to face the counter electrode, transmits visible light,
The liquid crystal layer is sandwiched between the counter electrode and the pixel electrode, and includes a polymer dispersed liquid crystal material,
The light receiving element has a light receiving sensitivity in an infrared wavelength region,
A liquid crystal display device comprising a function of imaging infrared rays detected by the light receiving element.
請求項4において、
前記受光素子と重なる位置に前記黒色層が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
In claim 4,
The liquid crystal display device, wherein the black layer is disposed at a position overlapping the light receiving element.
請求項1乃至4のいずれか一において、
前記液晶層に対して視認側とは反対側であって、前記受光素子と重なる位置に配置された赤外線透過フィルターを有することを特徴とする液晶表示装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
A liquid crystal display device comprising an infrared transmission filter disposed on a position opposite to the viewing side with respect to the liquid crystal layer and overlapping the light receiving element.
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