JP3781802B2

JP3781802B2 - 液晶表示パネル及びその製造方法

Info

Publication number: JP3781802B2
Application number: JP10781995A
Authority: JP
Inventors: 順平中村
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-04-10
Filing date: 1995-04-10
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2021-05-31
Also published as: JPH08286206A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示パネル及びその製造方法に関わり、例えば赤外線光などの光信号によるコマンド信号によりリモートコントロールが可能な表示装置に用いられる液晶表示パネルと液晶表示パネルの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶モニタやカーナビゲーションシステムの表示装置等などのように、液晶表示パネルを用いた表示装置が広く知られている。
【０００３】
図４は、このような液晶表示パネルの構造の一例を示す斜視図であり、この場合には、その一部を拡大して示したものとされる。
この図に示す液晶表示パネル１Ａのガラス基板２の上面には、Ｘ−Ｙ（横−縦）マトリクス状に設けられる画素Ｐのサイズに対応して、画素ごとに液晶（図示しない）を駆動するための画素電極３と、この画素電極３に駆動電圧を印加する薄膜半導体素子（以下ＴＦＴ（Thin−Film Transistor)という）４及び、このＴＦＴ４のドレインとアース間に挿入されて次の走査までの電荷を蓄積するコンデンサ５が形成される。また、横方向の列ごとには、ＴＦＴ４のゲートと接続されて走査信号に相当する電圧が印加されるゲート信号ラインＬ_G が配され、縦方向の行ごとにはＴＦＴ４のソースと接続されてラインごとの映像信号データに応じた信号が供給されるソース信号ラインＬ_S が配される。また、ガラス基板２の背面側には偏光板６が設けられる。
【０００４】
そしてガラス基板１１は、上記ガラス基板２に対向して図示しない液晶層を挟むようにして配されるものである。このガラス基板１１の背面側には、例えば画素Ｐのサイズに対応して行ごとに赤カラーフィルタ１２（Ｒ）、緑カラーフィルタ１２（Ｇ）、青カラーフィルタ１２（Ｂ）が形成され、それぞれ赤、緑、青に対応する波長の光のみが透過するようにされる。これらカラーフィルタのさらに背面には液晶層を介して画素電極３と対向するコモン電極が設けられる。また、上述の偏光板６と対をなす偏光板１４はガラス基板１１の上面側に設けられる。
【０００５】
このような構成の液晶表示パネルでは、図示しないＸドライバ回路及びＹドライバ回路により所定タイミングで、ゲート信号ラインＬ_G 及びソース信号ラインＬ_S にドライバ信号を印加して各画素ＰのＴＦＴ４を駆動することにより、図示しない液晶層の液晶を駆動して画像表示を行うことができ、この際、上記カラーフィルタ１２（Ｒ）（Ｇ）（Ｂ）が設けられることで、フルカラーによる表示が可能とされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では多くの電子機器においてリモートコントローラにより操作が可能なように構成されたものが広く普及しており、例えばナビゲーションシステムのように、液晶表示パネルを備えた表示装置においてもリモートコントローラにより操作が可能とされた機器が広く知られてきている。
このようなリモートコントローラシステムとしてはコマンド信号に赤外線光を採用したものが広く知られているが、この場合には、例えば機器本体の前面部などのように、通常の使用状態でリモートコントローラからの送信信号が受信しやすい位置に受光部が設けられる必要がある。
【０００７】
ところが、例えば装置の表示パネル前面部に受光部を設けようとすると、液晶表示パネルのさらに外側に受光部を設けることになるため、それだけ機器の小型／軽量化を妨げる要因となる。特に、液晶表示パネルを備えた表示装置には小型／軽量化を要求されるものが多いことから、この問題は顕著であった。また、機器の製造コストもできるだけ削減されることが好ましい。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで上記した問題を解決するため、本発明の液晶表示パネルは、画素駆動用の半導体素子が形成される液晶表示パネルのガラス基板上に、上記半導体素子を形成する工程と共通の工程を含んでリモートコントローラ用受光素子が形成され、かつ、フルカラー画像表示をなすために上記半導体素子に設けられるカラーフィルタのうち、１つ又は２つのカラーフィルタを、上記リモートコントローラ用受光素子に対して適合するフィルタとして設けると共に、上記カラーフィルタを形成する工程と共通の工程を含んで形成されることを特徴とする。
また、本発明の液晶表示パネルの製造方法は、液晶表示パネルのガラス基板上に画素駆動用の半導体を形成する工程と、上記ガラス基板上にリモートコントローラ用受光素子を形成される工程が、同一の半導体集積技術によって行われ、かつ、色画素を形成してフルカラー画像表示をなすために設けられるカラーフィルタのうち、１つ又は２つのカラーフィルタを、上記受光素子に対して適合するフィルタとして設けると共に、該受光素子のフィルタを形成する工程は、上記色画素形成のためのカラーフィルタを形成する工程と共通の工程を含むようにされることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上記構成によれば、液晶表示パネル内に受光部が設けられた液晶表示装置が得られることとなる。また、受光部のリモートコントローラ用受光素子及び受光素子のフィルタは、液晶表示パネルのＴＦＴあるいはカラーフィルタ形成時の工程により同時に形成することが可能になり、受光部の受光素子及びフィルタを設けるための工程を省略することが可能となる。
【００１０】
【実施例】
図１の斜視図は本発明の実施例としての液晶表示パネルの構造例を示すものであり、その一部を拡大して示しているものとされる。また、この場合の液晶表示パネルとしてはフルカラー画像表示に対応した構成とされている。
【００１１】
この図に示す液晶表示パネル１のガラス基板２の上面には、Ｘ−Ｙ（横−縦）マトリクス状に画素Ｐが形成される。なお、この図では３（縦）×３（横）＝９個の画素Ｐが示されているが、実際にはさらに多くの画素Ｐがマトリクス状に形成されているものとされる。
この画素Ｐには、図示しない液晶層の液晶を画素ごとに駆動するための画素電極３と、この画素電極３に駆動電圧を印加するＴＦＴ４、また、ＴＦＴ４のドレインとアース間に接続されて次の走査までの期間、電荷を蓄積して液晶を駆動するためのコンデンサ５が形成される。そして、横方向の列ごとに、ＴＦＴ４のゲートと接続されて走査信号に相当する電圧が印加されるゲート信号ラインＬ_G が形成され、縦方向の行ごとにはＴＦＴ４のソースと接続されて、ラインごとの映像信号データに応じた信号が印加されるソース信号ラインＬ_S が形成されている。また、本実施例ではこのＴＦＴ４が形成される層にフォトトランジスタＰＴが形成されているがこれについては後述する。
また、このガラス基板２の背面側には、図の背面側から入射される光の偏光方向を設定する偏光板６が設けられる。
【００１２】
そしてガラス基板１１は、上記ガラス基板２に対向するようにして図示しない液晶層を挟むようにして配されるものである。このガラス基板１１の背面側には、例えば画素Ｐのサイズに対応して行ごとに赤カラーフィルタ１２（Ｒ）、緑カラーフィルタ１２（Ｇ）、青カラーフィルタ１２（Ｂ）の層が形成され、それぞれ赤、緑、青に対応する波長の光のみが透過するようにされる。なお、これら各カラーフィルタが形成される層においてフォトトランジスタＰＴと対応する位置には、フォトトランジスタ用カラーフィルタが形成されているが、これについては後述する。
また、これらカラーフィルタのさらに背面には液晶層を挟むようにして画素電極３と対向するコモン電極１３が設けられ、この画素電極３とコモン電極１３により液晶層に電圧を印加して液晶を駆動するようにされる。また、上述の偏光板６と対をなす偏光板１４はガラス基板１１の上面側に設けられる。
【００１３】
このような構成の液晶表示パネルの表示動作としては、詳しい説明は省略するが、表示方式に応じた所定タイミング及び所定パターンによりゲート信号ラインＬ_G 及びソース信号ラインＬ_S にドライバ信号を印加して、その交点に位置する各画素ＰのＴＦＴ４を順次ダイナミック駆動するようにされる。これにより、所定パターンで画素Ｐが駆動されることにより画像表示が行われ、本実施例ではこれら画素Ｐに対して、上述のように赤カラーフィルタ１２（Ｒ）、緑カラーフィルタ１２（Ｇ）、青カラーフィルタ１２（Ｂ）が設けられていることで、色表現が可能となってフルカラー画像表示を行うことができる。
【００１４】
そして、本実施例においてはガラス基板２の上面の所要の位置に対してフォトトランジスタＰＴが形成されている。このフォトトランジスタＰＴは、本実施例の液晶表示パネル１を用いてリモートコントローラによる遠隔操作が可能な表示装置を構成した場合に、リモートコントローラからの光信号による送信信号を受信するための受光部の受光素子とされるものであり、後に詳述するようにＴＦＴ４と同じ形成層に形成されている。また、フォトトランジスタＰＴより引き出された２本のラインの内、一方はフォトトランジスタＰＴに電源を供給する電源ラインＬ_V とされて、ここでは図示しない電源回路と接続され、もう一方は出力信号ラインＬ_O とされて、例えば図示しない制御部などの所要の回路部に対して接続されて、受信したコマンド情報を供給するようにされている。
【００１５】
また、前述のようにガラス基板１１側の上記フォトトランジスタＰＴに対応する位置には、各色カラーフィルタ（１２（Ｇ）（Ｒ）（Ｂ））が形成されているのと同じ層に対して、リモートコントローラの送信信号が入射するフォトトランジスタ用カラーフィルタ１５が形成される。
本実施例のフォトトランジスタ用カラーフィルタ１５は、例えばリモートコントローラの送信信号として赤外線信号が採用されているとすれば、この位置に対して図のように赤カラーフィルタ１２（Ｒ）と青カラーフィルタ１２（Ｂ）を積層して形成するようにされる。なお、この場合フォトトランジスタ用カラーフィルタ１５としては、赤カラーフィルタのみとされても赤外線に対して相応に適合するものが得られるが、このように赤カラーフィルタと青カラーフィルタを積層した場合には更に赤外線に対して効果的なフィルタを得ることができる。なお、フォトトランジスタ用カラーフィルタ１５の形成方法については後述する。
【００１６】
このように本実施例では、本来、表示装置における表示パネル部分となる液晶表示パネルにフォトトランジスタＰＴとフォトトランジスタ用カラーフィルタ１５（赤カラーフィルタ）からなるリモートコントローラの受光部が設けられることになる。
そして、上記本実施例の液晶表示パネル１を備えて表示装置を構成した場合には、例えばリモートコントローラからの赤外線によるコマンド信号は、液晶表示パネル１の偏光板１４→ガラス基板１１→フォトトランジスタ用カラーフィルタ１５及びコモン電極１３や液晶層（図示しない）を通過して、フォトトランジスタＰＴに入射されることになる。
なお、例えばガラス基板２上のＴＦＴ４に相当する部分には、液晶表示パネル１の正面方向から上記のようにして入射する光の影響を受けないように遮光処理が施されているものとされる。
【００１７】
従って、従来例として図４に示したような受光部が形成されない液晶表示パネル１Ａを用いて構成される表示装置の場合には、例えば、コマンド信号が受信しやすい筐体前面部に表出するように、液晶表示パネルの外形の外側部分に対して別途にリモートコントローラの受光部を設ける必要があり、その分、装置全体のサイズの小型化が限定されるが、本実施例の液晶表示パネル１を用いて構成される表示装置ではその必要がなくなることから、液晶表示パネル１の外側に別途にリモートコントローラの受光部を設けない分、更に装置の小型化を図ることが可能になる。また、それだけ装置の外形デザインの自由度が増すことにもなり、美観を向上させることも可能になる。
【００１８】
次に、図２は本実施例の液晶表示パネル１のＴＦＴ４とフォトトランジスタＰＴの構造を断面的に示すものであるが、この図を参照してＴＦＴ４及びフォトトランジスタＰＴの形成過程について説明する。この図においては、左側にＴＦＴ４の構造が示され、右側にフォトトランジスタＰＴの構造が示される。
ＴＦＴ４及びフォトトランジスタＰＴを形成するには、この図に示すように、先ずガラス基板２の上面部に対してそれぞれ導体のゲート電極層２１、２１ａを同一の工程により形成する。この際、フォトトランジスタＰＴ側のゲート電極層２１ａは、例えばその形成部分の面積を比較的大きくとることによって、フォトトランジスタＰＴがバックライトに対して反応するような影響を小さくするようにされる。
次に、このゲート電極層２１上にＴＦＴ４及びフォトトランジスタＰＴにわたって絶縁層２２を形成し、更にこの絶縁層２２の上に半導体のアモルファスシリコン層２３，２３ａが同一工程により形成される。ここから更に、絶縁層２９、２９ａ（例えばガラス質とされる）、及び半導体のアモルファスシリコンのＮ＋層２４、２４ａを、それぞれ同様に同一工程により形成して、最後に、ＴＦＴ４側のドレイン電極２５、ソース電極２６と、フォトトランジスタＰＴ側のドレイン電極２５ａ、ソース電極２６ａを同一の工程において形成する。
【００１９】
このように、本実施例では受光部の受光素子であるフォトトランジスタＰＴを、ＴＦＴ４と同じ工程により形成するようにされる。また、前述したフォトトランジスタ用カラーフィルタ１５（赤カラーフィルタ及び青カラーフィルタを積層してなる）についても、本来色画素を形成するために設けられる赤カラーフィルタ１２（Ｒ）及び青カラーフィルタ１２（Ｂ）をそれぞれガラス基板１１に形成する工程時に同時に形成するようにされており、特にフォトトランジスタ用カラーフィルタ１５を形成する工程を別に設けなくともよいようにされる。
【００２０】
従って、本実施例では液晶表示パネル１に受光部を構成する受光素子及びカラーフィルタを形成するにあたり、特に他の工程を追加する必要がないこととなり、そのためのコストもほとんど不要となる。従って、従来、受光部を別途設けていたような場合に比べれば、製造工程数及びコストを大幅に削減することが可能とされる。
【００２１】
図３は、本実施例の液晶表示パネル１を用いた表示装置における駆動回路系を簡略に示す図とされる。なお、ここでは説明の便宜上、液晶表示パネル１においてはマトリクス状に配されるゲート信号ラインＬ_G 及びソース信号ラインＬ_S 及びフォトトランジスタＰＴのみが示されている。また、この図ではゲート信号ラインＬ_G 及びソース信号ラインＬ_S は各３本のみが示されているが、実際には画素数に応じた更に多数のラインが形成されている。
この図において、Ｘドライバ部３１はソース信号ラインＬ_S に対して所定タイミングでライン走査信号に相当するＸドライバ信号を印加し、Ｙドライバ部３２は、例えばラインごとの映像信号データをホールドして、この映像信号のラインデーに応じたＹドライブ信号を順次ゲート信号ラインＬ_G に印加するようにされる。
そして本実施例では、例えば、Ｘドライバ部３１及びＹドライバ部３２には電源回路３３により所定の電源電圧Ｖ₁ を供給するようにされ、一方、フォトトランジスタＰＴの電源ラインＬ_V は電源回路３４と接続されて、所定の電源電圧Ｖ₂ が供給されるようにしている。このように、少なくとも実際の画像表示のための液晶表示パネル１の駆動に要する電源（Ｖ₁ ）と、フォトトランジスタＰＴに供給するための電源（Ｖ₂ ）とを分離して個別に設けて、それぞれ独立して駆動可能とすることで、例えば、メイン電源がオフとされて表示駆動系の電源回路３３が停止した状態でも電源回路３４は動作させておくことで、リモートコントローラによりスタンバイ状態から電源オン／オフのコントロールを行うようにすることが可能になる。
【００２２】
なお、本発明は上記実施例に示したものに限定されるものではなく、要旨の範囲内において変更が可能であることはいうまでもない。例えば、上記実施例において図１及び図３に示されるフォトトランジスタＰＴは、液晶表示パネル１の左下隅に形成されているようなイメージとされているが、本発明としては特にこれに限定されるものではなく、液晶表示パネル１におけるその形成位置は任意である。また、例えば図１においてフォトトランジスタＰＴが形成された上方向に示されるように、何も形成されていないような開き領域が実際にあるような場合、この部分にもフォトトランジスタＰＴを形成して、フォトトランジスタＰＴを複数設けて並列接続することで受信感度を向上させることもできる。
また、フォトトランジスタＰＴ、ＴＦＴ４を形成する半導体等の材料も図２により説明したものに限定されるものではない。更に、上記実施例では色画素を形成するカラーフィルタとして、赤、青、緑の３原色が用いられる場合について説明したが、例えばこれら以外のシアン、マゼンタなどのカラーフィルタが設けられる場合についても本発明が適用可能である。また、液晶表示パネルの具体的な構造も実際の使用条件等に応じて変更可能とされる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、液晶表示パネルにリモートコントローラの受光部（受光素子及びフィルタ）を設けるようにしたことから、本発明の液晶表示パネルを用いた表示装置では、筐体に対して別途に受光部を設ける必要がなくなるため、更に装置の小型化が促進されるという効果を有している。また、これにより装置の外形のデザインの自由度が拡大することにもなる。
また、受光部を構成する受光素子及びフィルタは、ＴＦＴあるいは色画素形成用のカラーフィルタ形成のための工程時に同時に形成するようにされるため、特に受光部を設けるための工程及びコストアップは不要となるという効果も得られることとなる。
更に、液晶表示パネルの表示駆動系と受光部の受光素子のための電源をそれぞれ個別に設けてそれぞれを独立に駆動可能とすることで、例えばメイン電源がスタンバイの状態で、リモートコントローラによるオン／オフコントロールを行うようにすることができ、使い勝手も向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の液晶表示パネルの構造を示す斜視図である。
【図２】本実施例のＴＦＴ及びフォトトランジスタの構造を示す断面図である。
【図３】本実施例の液晶表示パネルを用いた表示装置の回路構成を簡略に示す図である。
【図４】従来例の液晶表示パネルの構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１液晶表示パネル
２、１１ガラス基板
３画素電極
４ＴＦＴ（薄膜半導体素子）
５コンデンサ
６、１４偏光板
１２（Ｒ）赤カラーフィルタ
１２（Ｇ）緑カラーフィルタ
１２（Ｂ）青カラーフィルタ
１５ＰＴ用カラーフィルタ

Claims

画素駆動用の半導体素子が形成される液晶表示パネルのガラス基板上に、上記半導体素子を形成する工程と共通の工程を含んでリモートコントローラ用受光素子が形成され、かつ、
フルカラー画像表示をなすために上記半導体素子に設けられるカラーフィルタのうち、１つ又は２つのカラーフィルタを、上記リモートコントローラ用受光素子に対して適合するフィルタとして設けると共に、上記カラーフィルタを形成する工程と共通の工程を含んで形成されること
を特徴とする液晶表示パネル。
上記リモートコントローラ用受光素子に供給する電源系と、上記半導体素子を駆動する電源系がそれぞれ個別に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
液晶表示パネルのガラス基板上に画素駆動用の半導体を形成する工程と、
上記ガラス基板上にリモートコントローラ用受光素子を形成される工程が、同一の半導体集積技術によって行われ、かつ、
色画素を形成してフルカラー画像表示をなすために設けられるカラーフィルタのうち、１つ又は２つのカラーフィルタを、上記受光素子に対して適合するフィルタとして設けると共に、該受光素子のフィルタを形成する工程は、上記色画素形成のためのカラーフィルタを形成する工程と共通の工程を含むようにされることを特徴とする液晶表示パネルの製造方法。