JP5207824B2

JP5207824B2 - Electro-optical device and electronic apparatus

Info

Publication number: JP5207824B2
Application number: JP2008130485A
Authority: JP
Inventors: 尚佐藤; 泰志山崎; 隆志國森
Original assignee: 株式会社ジャパンディスプレイウェスト
Priority date: 2008-05-19
Filing date: 2008-05-19
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2028-05-19
Also published as: JP2009276710A

Description

本発明は、複数の画素が構成された素子基板上に光センサ素子が形成された電気光学装置、およびこの電気光学装置を備えた電子機器に関するものである。 The present invention relates to an electronic apparatus including the element substrate in which a plurality of pixels are configured optical sensor element formed electrical-optical device, the electric-optical device of the child.

液晶装置やエレクトロルミネッセンス表示装置などの電気光学装置では、素子基板上の複数の画素の各々に画素スイッチング素子および画素電極が形成されており、画素スイッチング素子によって画素電極への電位の印加を制御して画像を表示する。かかる電気光学装置は、環境光の強度が異なる様々な状況で用いられる。 In an electro-optical device such as a liquid crystal device or an electroluminescence display device, a pixel switching element and a pixel electrode are formed in each of a plurality of pixels on an element substrate, and the application of a potential to the pixel electrode is controlled by the pixel switching element. To display the image. Such an electro-optical device is used in various situations where the intensity of ambient light is different.

そこで、半透過反射型の液晶装置において、素子基板上に光センサ素子を構成し、かかる光センサ素子の受光結果に基づいて、フロントライト装置やバックライト装置の駆動を制御することが提案されている。また、かかる光センサ付きの液晶装置を構成するにあたって、画素スイッチング素子および光センサ素子にアモルファスシリコン膜を能動層とする薄膜トランジスタを用いることが提案されており、かかる構成を採用すれば、製造工程数を減らすことができる（特許文献１参照）。 Therefore, in a transflective liquid crystal device, it has been proposed to configure a photosensor element on an element substrate and control driving of a frontlight device and a backlight device based on the light reception result of the photosensor element. Yes. Further, it has been proposed to use a thin film transistor having an amorphous silicon film as an active layer for the pixel switching element and the optical sensor element in configuring such a liquid crystal device with an optical sensor. Can be reduced (see Patent Document 1).

しかしながら、アモルファスシリコン膜を能動層とする薄膜トランジスタを光センサ素子に用いると、例えば、図６に実線Ｌ５で示すように、光センサ素子の光電変換特性が経時的に低下し、実際の照度よりも低く検出してしまうなど、光センサ素子の信頼性が低いという問題点がある。かかる原因は、アモルファスシリコン膜に可視光が照射されると、シリコン同士の結合が切れるためと考えられる。 However, when a thin film transistor having an amorphous silicon film as an active layer is used for an optical sensor element, for example, as indicated by a solid line L5 in FIG. There is a problem that the reliability of the optical sensor element is low, such as detecting low. The cause of this is thought to be that when the amorphous silicon film is irradiated with visible light, the bond between silicon is broken.

一方、アモルファスシリコン膜にレーザ光を照射して、光センサ素子の光電変換特性の経時的変化を抑えることが提案されている（特許文献２参照）。
特開２００７−２１２８９０号公報特開２００６−１７９４７８号公報 On the other hand, it has been proposed to irradiate an amorphous silicon film with laser light to suppress a change with time in photoelectric conversion characteristics of the optical sensor element (see Patent Document 2).
JP 2007-212890 A JP 2006-179478 A

しかしながら、特許文献２に記載された方法のようにレーザ照射を利用する方法は、新たな工程を追加する必要があるとともに、レーザ照射工程に長い時間がかかるため、生産性が低下するという問題点がある。また、特許文献２に記載された方法では、レーザ光の照射前後でシリコン膜の抵抗値が増大していることから、レーザ光の照射によって光センサ素子を初期的に加速劣化させておく方法と見なすことができ、かかる方法を採用すると、光センサ素子の光電変換特性が低いという問題点がある。 However, the method using laser irradiation like the method described in Patent Document 2 needs to add a new process and takes a long time for the laser irradiation process, resulting in a decrease in productivity. There is. Further, in the method described in Patent Document 2, since the resistance value of the silicon film is increased before and after the laser beam irradiation, the optical sensor element is initially accelerated and deteriorated by the laser beam irradiation. If this method is adopted, there is a problem that the photoelectric conversion characteristics of the optical sensor element are low.

かといって、光に対する安定性の高い多結晶シリコン膜を能動層として用いた光センサ素子では、多結晶シリコン膜中に存在する結晶粒界が原因で、薄膜トランジシタのオフ時の漏れ電流が大きいため、光センサ素子の感度が低いという問題点がある。すなわち、薄膜トランジスタを光センサ素子に用いる場合、薄膜トランジスタをオフ状態にした状態で光が照射されたときの光電流の度合いを検出するため、オフ時の漏れ電流が大きいと、バックグランドが高くなるため、感度が低下するのである。 However, in an optical sensor element using a polycrystalline silicon film with high light stability as an active layer, the leakage current when the thin film transistor is turned off is large due to the grain boundary existing in the polycrystalline silicon film. Therefore, there is a problem that the sensitivity of the optical sensor element is low. That is, when a thin film transistor is used as an optical sensor element, the degree of photocurrent when light is irradiated with the thin film transistor turned off is detected. The sensitivity is reduced.

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、光電変換特性が高く、かつ、光電変換特性の経時変化が小さい光センサ素子を素子基板上に効率よく形成することのできる電気光学装置、および当該電気光学装置を備えた電子機器を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention, the photoelectric conversion characteristics is high and can Ru electric optical apparatus can be efficiently formed with time change is small optical sensor element of the photoelectric conversion characteristics on the element substrate , and to provide an electronic apparatus having an equivalent electro-optical device.

上記課題を解決するために、本技術では、複数の画素の各々に画素スイッチング素子および画素電極が形成された素子基板を有し、当該素子基板上には、光センサ素子が形成された光センサ付き電気光学装置において、前記光センサ素子は、能動層に対してゲート絶縁膜を介して対向するゲート電極を備えた薄膜トランジスタ構造の光センサ用半導体素子を有し、当該光センサ用半導体素子の能動層は、結晶粒径が数ｎｍから１００ｎｍの微結晶シリコン膜からなることを特徴とする。なお、光センサ用半導体素子の能動層に用いられる微結晶シリコン膜の結晶粒径の「数ｎｍから１００ｎｍ」とは、具体的には、２ｎｍから１００ｎｍを意味し、かかる範囲のうち、特に１０ｎｍから５０ｎｍであると特に好ましい。 In order to solve the above-described problem, the present technology has an element substrate in which a pixel switching element and a pixel electrode are formed in each of a plurality of pixels, and an optical sensor in which an optical sensor element is formed on the element substrate. In the electro-optical device, the optical sensor element includes an optical sensor semiconductor element having a thin film transistor structure including a gate electrode facing the active layer via a gate insulating film, and the optical sensor semiconductor element is active. The layer is characterized by comprising a microcrystalline silicon film having a crystal grain size of several nm to 100 nm. Incidentally, the crystal grain size of the microcrystalline silicon film used in the active layer of the semi-conductor element for the optical sensor as "100nm of several nm" specifically refers to 100nm from 2 nm, among the above range, in particular A thickness of 10 nm to 50 nm is particularly preferable.

本技術は、薄膜トランジスタ構造の光センサ用半導体素子を構成するにあたって、結晶粒径が数ｎｍから１００ｎｍの微結晶シリコン膜を能動層として用いたため、アモルファスシリコン膜と違って、可視光によってシリコン同士の結合が切れるということがない。また、薄膜トランジスタ構造の光センサ用半導体素子を構成するにあたって、結晶粒径が数ｎｍから１００ｎｍの微結晶シリコン膜を能動層として用いたため、多結晶シリコン膜に比較して、オフ時の漏れ電流が小さいので、感度が高い。すなわち、薄膜トランジスタを光センサ素子に用いた場合、薄膜トランジスタをオフ状態にした状態で光が照射されたときの光電流の度合いを検出するため、微結晶シリコン膜を能動層として用いてオフ時の漏れ電流を低下させれば、バックグランドを低くできるため、感度が向上する。それ故、本技術によれば、光電変換特性が高く、かつ、光電変換特性の経時変化が小さい光センサ素子を素子基板上に備えた電気光学装置を提供することができる。 This technology uses a microcrystalline silicon film having a crystal grain size of several nanometers to 100 nm as an active layer in constructing a semiconductor element for a photosensor having a thin film transistor structure. The bond never breaks. In addition, since a microcrystalline silicon film having a crystal grain size of several nanometers to 100 nm is used as an active layer in the construction of a semiconductor element for an optical sensor having a thin film transistor structure, the leakage current at the time of off is smaller than that of a polycrystalline silicon film. Because it is small, the sensitivity is high. That is, when a thin film transistor is used as an optical sensor element, a microcrystalline silicon film is used as an active layer in order to detect the degree of photocurrent when light is irradiated with the thin film transistor turned off. If the current is reduced, the background can be lowered, and the sensitivity is improved. Therefore, according to this technique, the photoelectric conversion characteristics is high and the change over time is small optical sensor element of the photoelectric conversion characteristics can be provided electrical-optical device including the element substrate.

本技術において、前記画素スイッチング素子は、結晶粒径が数ｎｍから１００ｎｍの微結晶シリコン膜を能動層として備えた薄膜トランジスタであることが好ましい。すなわち、前記画素スイッチング素子および前記光センサ用半導体素子の双方が、結晶粒径が数ｎｍから１００ｎｍの微結晶シリコン膜を能動層として備えた薄膜トランジスタ構造を有していることが好ましい。このように構成すると、画素スイッチング素子を形成するための工程と、光センサ素子を形成するための工程の一部あるいは全てを同時に行なうことができるので、製造工程数が少なくてよいという利点がある。なお、光センサ用半導体素子、および薄膜トランジスタの能動層に用いられる微結晶シリコン膜の結晶粒径の「数ｎｍから１００ｎｍ」とは、具体的には、２ｎｍから１００ｎｍを意味し、かかる範囲のうち、特に１０ｎｍから５０ｎｍであると特に好ましい。 In the present technology , the pixel switching element is preferably a thin film transistor including a microcrystalline silicon film having a crystal grain size of several nm to 100 nm as an active layer. That is, both of the pixel switching element and a semiconductor device for optical sensors, it is good preferable that the crystal grain size has a thin film transistor structure having a microcrystalline silicon film of 100nm as an active layer of several nm. With this configuration, a part of or all of the steps for forming the pixel switching elements and the steps for forming the photosensor elements can be performed at the same time, so that the number of manufacturing steps can be reduced. . Note that the photosensor semi conductive elements, and the "100nm of several nm" crystal grain size of the microcrystalline silicon film used in the active layer of the thin film transistor, specifically, refers to 100nm from 2 nm, such range Of these, 10 nm to 50 nm is particularly preferable.

本技術において、前記光センサ用半導体素子は、前記素子基板の下層側から上層側に向かってゲート電極、ゲート絶縁膜および能動層が順に積層されたボトムゲート構造を備えていることが好ましい。このように構成すると、トップゲート構造と違って、光センサ用半導体素子の能動層に光が照射するのをゲート電極が妨げるという問題点が発生しない。それ故、本技術によれば、金属や導電化ポリシリコンなどといった遮光性材料によってゲート電極を形成することができる。 In the present technology, it is preferable that the semiconductor element for an optical sensor has a bottom gate structure in which a gate electrode, a gate insulating film, and an active layer are sequentially stacked from a lower layer side to an upper layer side of the element substrate. With this configuration, unlike the top gate structure, there is no problem that the gate electrode prevents the active layer of the optical sensor semiconductor element from being irradiated with light. Therefore, according to the present technology , the gate electrode can be formed of a light shielding material such as metal or conductive polysilicon.

本技術を適用した電気光学装置は液晶装置として構成することができ、この場合、前記素子基板において前記画素電極が形成されている側の面には対向基板が対向配置されているとともに、当該対向基板と前記素子基板との間には液晶層が保持され、前記素子基板において、前記対向基板が位置する側とは反対側、あるいは前記対向基板が位置する側には、前記液晶層に対して光を供給する照明装置が配置され、前記照明装置は、前記光センサ素子での光検出結果に基づいて駆動制御される構成を採用することができる。 The applied electric optical apparatus to which the present technology can be configured as a liquid crystal device, in this case, along with a counter substrate disposed opposite to the surface where the pixel electrode in the element substrate is formed, A liquid crystal layer is held between the counter substrate and the element substrate, and the element substrate has a liquid crystal layer on the side opposite to the side where the counter substrate is positioned or on the side where the counter substrate is positioned. On the other hand, an illuminating device that supplies light may be disposed, and the illuminating device may be configured to be driven and controlled based on a light detection result of the optical sensor element.

本技術に係る電気光学装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどの電子機器に用いることができる。 The electro-optical device according to the present technology can be used for electronic devices such as a mobile phone and a mobile computer.

以下、図面を参照して、本技術の実施の形態を説明する。なお、以下の説明に用いた各図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を相違させてある。また、以下に説明する画素スイッチング素子、および光センサ用半導体素子は、一対のソース・ドレイン電極を備えた薄膜トランジスタ構造を備えており、一対のソース・ドレイン電極を別々に指示する場合、便宜上、ある期間にチャネル領域を電流が流れる方向に着目してソース電極あるいはドレイン電極と区別して表現してある。 Hereinafter, embodiments of the present technology will be described with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the scales are different for each layer and each member in order to make each layer and each member large enough to be recognized on the drawing. Further, the pixel switching element and the optical sensor semiconductor element described below have a thin film transistor structure having a pair of source / drain electrodes. For the sake of convenience, the pair of source / drain electrodes are indicated separately. The channel region is expressed separately from the source electrode or the drain electrode by paying attention to the direction of current flow in the channel region.

［全体構成］
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本技術を適用した光センサ付き電気光学装置（以下、電気光学装置という）をその上に形成された各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図１（ａ）、（ｂ）に示す電気光学装置１００は、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）モード、あるいはＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モードの透過型のアクティブマトリクス型の液晶装置であり、この電気光学装置１００では、シール材５２を介して素子基板１０と対向基板２０とが貼り合わされ、その間に液晶層５０が保持されている。 [overall structure]
1A and 1B are each a plan view of an electro-optical device with an optical sensor to which the present technology is applied (hereinafter referred to as an electro-optical device) viewed from the counter substrate side together with each component formed thereon. It is a figure and its H-H 'sectional drawing. 1A and 1B includes a TN (Twisted Nematic) mode, an ECB (Electrically Controlled Birefringence) mode, or a VAN (Vertical Aligned Nematic) mode transmissive active matrix liquid crystal device. In this electro-optical device 100, the element substrate 10 and the counter substrate 20 are bonded together via the sealing material 52, and the liquid crystal layer 50 is held therebetween.

素子基板１０において、シール材５２の外側に位置する端部領域には、走査線駆動回路およびデータ線駆動回路が構成された駆動用ＩＣ１０１、１０２が実装されているとともに、基板辺に沿って実装端子１０６が形成されている。シール材５２は、素子基板１０と対向基板２０とをそれらの周辺で貼り合わせるための光硬化樹脂や熱硬化性樹脂などからなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。図示を省略するが、シール材５２には、その途切れ部分によって液晶注入口が形成され、液晶層５０を注入した後、封止材により封止されている。 In the element substrate 10, driving ICs 101 and 102 each including a scanning line driving circuit and a data line driving circuit are mounted on an end region located outside the sealing material 52 and mounted along the substrate side. A terminal 106 is formed. The sealing material 52 is an adhesive made of a photo-curing resin, a thermosetting resin, or the like for bonding the element substrate 10 and the counter substrate 20 around them, and is used for setting the distance between the substrates to a predetermined value. Gap materials such as glass fiber or glass beads are blended. Although illustration is omitted, a liquid crystal injection port is formed in the sealing material 52 by the interrupted portion, and after the liquid crystal layer 50 is injected, the sealing material 52 is sealed with a sealing material.

素子基板１０には、後述する画素スイッチング用の薄膜トランジスタの他、画素電極９ａがマトリクス状に形成され、その表面に配向膜（図示せず）が形成されている。対向基板２０には、シール材５２の内側領域に遮光性材料からなる額縁５３ａが形成され、その内側が画素領域１ａ（画像表示領域）になっている。対向基板２０には、各画素電極９ａの縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、あるいはブラックストライプなどと称せられる遮光膜５３ｂが形成され、その上層側には、透光性の対向電極２１、および配向膜（図示せず）が形成されている。また、対向基板２０において、素子基板１０の各画素領域に対向する領域には、ＲＧＢのカラーフィルタ５４がその保護膜（図示せず）とともに形成され、それにより、電気光学装置１００をモバイルコンピュータ、携帯電話機、液晶テレビなどといった電子機器のカラー表示装置として用いることができる。 On the element substrate 10, pixel electrodes 9a are formed in a matrix in addition to a pixel switching thin film transistor described later, and an alignment film (not shown) is formed on the surface thereof. On the counter substrate 20, a frame 53 a made of a light-shielding material is formed in an inner region of the sealing material 52, and the inner side is a pixel region 1 a (image display region). On the counter substrate 20, a light shielding film 53 b called a black matrix or a black stripe is formed in a region facing the vertical and horizontal boundary regions of each pixel electrode 9 a, and a translucent counter electrode 21 is formed on the upper layer side. , And an alignment film (not shown). In the counter substrate 20, an RGB color filter 54 is formed with a protective film (not shown) in a region facing each pixel region of the element substrate 10, so that the electro-optical device 100 can be connected to a mobile computer, It can be used as a color display device for electronic devices such as mobile phones and liquid crystal televisions.

本形態において、電気光学装置１００は、半透過反射型の液晶装置として構成されており、素子基板１０に対して対向基板２０が位置する側とは反対側にはバックライト装置６０（照明装置）が配置され、かかるバックライト装置６０は、素子基板１０に重ねて配置された導光板６１と、ＬＥＤなどからなる光源６２とを備えている。なお、図示を省略するが、素子基板１０と導光板６１との間には偏向板や光散乱板などの光学部材が配置され、対向基板２０に対して素子基板１０とは反対側には偏向板などの光学部材が配置されている。 In this embodiment, the electro-optical device 100 is configured as a transflective liquid crystal device, and a backlight device 60 (illumination device) is provided on the opposite side of the element substrate 10 from the side where the counter substrate 20 is located. The backlight device 60 includes a light guide plate 61 disposed on the element substrate 10 and a light source 62 including LEDs. Although illustration is omitted, an optical member such as a deflection plate or a light scattering plate is disposed between the element substrate 10 and the light guide plate 61, and deflection is performed on the opposite side of the counter substrate 20 from the element substrate 10. An optical member such as a plate is disposed.

このように構成した電気光学装置１００において、透過モードでは、バックライト装置６０から出射された光が素子基板１０の側から入射した後、液晶層５０によって光変調され、しかる後に対向基板２０の側から出射される。また、反射モードでは、対向基板２０の側から入射した光は素子基板１０の側で反射して再び、対向基板２０の側から出射される間に、液晶層５０によって光変調される。 In the electro-optical device 100 configured as described above, in the transmissive mode, light emitted from the backlight device 60 is incident from the element substrate 10 side, and then light-modulated by the liquid crystal layer 50, and then the counter substrate 20 side. It is emitted from. In the reflection mode, light incident from the counter substrate 20 side is reflected by the liquid crystal layer 50 while being reflected by the element substrate 10 side and again emitted from the counter substrate 20 side.

また、本形態の電気光学装置１００において、素子基板１０の端部には実装端子１０６に対してフレキシブル配線基板１０５が接続され、素子基板１０において、画素領域１ａに対して実装端子１０６が形成されている側とは反対側端部には、詳しくは後述する光センサ素子１ｆが基板縁に沿うように形成されている。また、フレキシブル配線基板１０５には、光センサ素子１ｆに対するセンサ制御回路などを備えたセンサ駆動用ＩＣ１０３が実装されており、光センサ素子１ｆは、素子基板１０に形成された配線、およびフレキシブル配線基板１０５に形成された配線を介してセンサ駆動用ＩＣ１０３に電気的に接続されている。本形態では、光センサ素子１ｆは、外光などといった環境光の強度（照度）を検出するために形成されている。このため、本形態の電気光学装置１００では、外光などといった環境光以外の光が光センサ素子１ｆに入射しないように遮光対策が施されている。 In the electro-optical device 100 according to the present embodiment, the flexible wiring substrate 105 is connected to the mounting terminal 106 at the end of the element substrate 10, and the mounting terminal 106 is formed in the pixel region 1 a on the element substrate 10. An optical sensor element 1f, which will be described in detail later, is formed at the end opposite to the opposite side so as to follow the edge of the substrate. The flexible wiring board 105 is mounted with a sensor driving IC 103 including a sensor control circuit for the optical sensor element 1f. The optical sensor element 1f includes wiring formed on the element substrate 10, and a flexible wiring board. It is electrically connected to the sensor driving IC 103 via the wiring formed in 105. In this embodiment, the optical sensor element 1f is formed to detect the intensity (illuminance) of ambient light such as outside light. For this reason, in the electro-optical device 100 of the present embodiment, a light shielding measure is taken so that light other than ambient light such as outside light does not enter the optical sensor element 1f.

なお、図１（ａ）、（ｂ）には、駆動用ＩＣ１０１、１０２として、走査線駆動回路およびデータ線駆動回路が各々形成されたものを３つ用いた例を示してあるが、１つの駆動用ＩＣ１０１、１０２に走査線駆動回路およびデータ線駆動回路の双方が形成されている構成を採用してもよい。また、本形態では、フレキシブル配線基板１０５にセンサ駆動用ＩＣ１０３が実装されている構造を採用しているが、センサ駆動用ＩＣ１０３も素子基板１０に実装されている構成を採用してもよい。さらに、センサ制御回路などが走査線駆動回路およびデータ線駆動回路とともに共通のＩＣに内蔵されている構成を採用してもよい。 FIGS. 1A and 1B show an example in which three driver ICs 101 and 102 each formed with a scanning line driving circuit and a data line driving circuit are used. A configuration in which both the scanning line driving circuit and the data line driving circuit are formed in the driving ICs 101 and 102 may be adopted. Further, in this embodiment, the structure in which the sensor driving IC 103 is mounted on the flexible wiring board 105 is employed, but a configuration in which the sensor driving IC 103 is also mounted on the element substrate 10 may be employed. Further, a configuration in which a sensor control circuit or the like is incorporated in a common IC together with the scanning line driving circuit and the data line driving circuit may be adopted.

［素子基板１０の全体構成］
図２は、図１に示す電気光学装置１００の電気的な構成を示すブロック図である。図２に示すように、本形態の電気光学装置１００において、素子基板１０上の画素領域１ａには、駆動用ＩＣ１０１、１０２から延在したデータ線６ａおよび走査線３ａが互いに交差する方向に延在しており、データ線６ａと走査線３ａとの交差に対応する位置に複数の画素１ｅが構成されている。複数の画素１ｅの各々には、液晶の配向状態を制御するための薄膜トランジスタ１ｃ（画素スイッチング素子）が形成されており、薄膜トランジスタ１ｃのソースにはデータ線６ａが電気的に接続し、薄膜トランジスタ１ｃのゲートには走査線３ａが電気的に接続している。また、素子基板１０には、各画素に対して保持容量１ｄを形成するための容量線３ｂが走査線３ａと並列するように形成されており、本形態において容量線３ｂは、共通電位Ｖcomが印加された定電位線１ｕに電気的に接続されている。 [Overall configuration of element substrate 10]
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the electro-optical device 100 shown in FIG. As shown in FIG. 2, in the electro-optical device 100 of the present embodiment, the data line 6a and the scanning line 3a extending from the driving ICs 101 and 102 extend in a direction intersecting each other in the pixel region 1a on the element substrate 10. A plurality of pixels 1e are formed at positions corresponding to the intersections of the data lines 6a and the scanning lines 3a. A thin film transistor 1c (pixel switching element) for controlling the alignment state of the liquid crystal is formed in each of the plurality of pixels 1e. A data line 6a is electrically connected to the source of the thin film transistor 1c, and the thin film transistor 1c A scanning line 3a is electrically connected to the gate. In the element substrate 10, a capacitor line 3b for forming a storage capacitor 1d for each pixel is formed in parallel with the scanning line 3a. In this embodiment, the capacitor line 3b has a common potential Vcom. It is electrically connected to the applied constant potential line 1u.

また、本形態の電気光学装置１００において、素子基板１０では、画素領域１ａの外側領域に、基板辺に沿うように光センサ素子１ｆが配置されている。光センサ素子１ｆは、詳細な構造については後述するが、薄膜トランジスタ構造の光センサ用半導体素子１ｈと、この光センサ用半導体素子１ｈに並列に電気的に接続された容量素子１ｉとを備えている。また、素子基板１０において、画素領域１ａの外側領域には、光センサ素子１ｆを駆動するためのセンサ用信号線１ｊ、給電線１ｓ、ゲートオフ線１ｍが形成され、さらに定電位線１ｕが光センサ素子１ｆに電気的に接続されている。 Further, in the electro-optical device 100 of the present embodiment, in the element substrate 10, the optical sensor element 1 f is arranged in the outer region of the pixel region 1 a along the substrate side. Although the detailed structure will be described later, the optical sensor element 1f includes an optical sensor semiconductor element 1h having a thin film transistor structure and a capacitive element 1i electrically connected in parallel to the optical sensor semiconductor element 1h. . In the element substrate 10, a sensor signal line 1j for driving the optical sensor element 1f, a power supply line 1s, a gate-off line 1m are formed in the outer region of the pixel region 1a, and the constant potential line 1u is further connected to the optical sensor. It is electrically connected to the element 1f.

［画素スイッチング用の薄膜トランジスタ１ｃの構成］
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本技術を適用した電気光学装置１００に用いた素子基板１０に形成された画素１ｅの３つ分の平面図、およびＡ３−Ａ３′断面図である。なお、図３（ａ）において、走査線３ａおよびそれと同時形成された薄膜については実線で示し、半導体膜２ａについては短い点線で示し、データ線６ａおよびそれと同時形成された薄膜については一点鎖線で示し、光反射層５ａについては二点鎖線で示し、画素電極９ａについては長い点線で示してある。 [Configuration of Thin Film Transistor 1c for Pixel Switching]
3A and 3B are a plan view of three pixels 1e formed on the element substrate 10 used in the electro-optical device 100 to which the present technology is applied, and a cross-sectional view taken along line A3-A3 ′. . In FIG. 3A, the scanning line 3a and the thin film formed simultaneously with it are indicated by a solid line, the semiconductor film 2a is indicated by a short dotted line, and the data line 6a and the thin film formed simultaneously with it are indicated by a one-dot chain line. The light reflecting layer 5a is indicated by a two-dot chain line, and the pixel electrode 9a is indicated by a long dotted line.

図３（ａ）に示すように、データ線６ａと走査線３ａとの交差に対応する各位置には複数の画素１ｅが各々形成されている。これらの画素１ｅには、ボトムゲート型の薄膜トランジスタ１ｃのチャネル領域を構成する半導体膜２ａが形成され、走査線３ａからの突出部分によってゲート電極３ｅが形成されている。半導体膜２ａのうち、ソース側の端部には、データ線６ａの一部がソース電極６ｂとして重なっており、ドレイン側の端部にはドレイン電極６ｃが重なっている。また、ドレイン電極６ｃに対しては画素電極９ａがコンタクトホール８１ａ、８２ａを介して電気的に接続している。 As shown in FIG. 3A, a plurality of pixels 1e are formed at each position corresponding to the intersection of the data line 6a and the scanning line 3a. In these pixels 1e, a semiconductor film 2a constituting a channel region of the bottom gate type thin film transistor 1c is formed, and a gate electrode 3e is formed by a protruding portion from the scanning line 3a. In the semiconductor film 2a, a part of the data line 6a overlaps as a source electrode 6b at an end portion on the source side, and a drain electrode 6c overlaps at an end portion on the drain side. Further, the pixel electrode 9a is electrically connected to the drain electrode 6c through contact holes 81a and 82a.

このように構成した薄膜トランジスタ１ｃの断面は、図３（ｂ）に示すように表される。まず、ガラス基板や石英基板からなる絶縁基板１１上には、走査線３ａ（ゲート電極３ｅ）が形成され、ゲート電極３ｅの上層側にはゲート絶縁膜４が形成されている。ゲート絶縁膜４の上層のうち、ゲート電極３ｅと部分的に重なる領域には、薄膜トランジスタ１ｃの能動層（チャネル領域）を構成する半導体膜２ａが形成されている。半導体膜２ａのうち、ソース領域の上層には、ドープトシリコン膜からなるコンタクト層７ａ、およびソース電極６ｂが積層され、ドレイン領域の上層には、ドープトシリコン膜からなるコンタクト層７ｂ、およびドレイン電極６ｃが積層されている。 The cross section of the thin film transistor 1c configured as described above is expressed as shown in FIG. First, a scanning line 3a (gate electrode 3e) is formed on an insulating substrate 11 made of a glass substrate or a quartz substrate, and a gate insulating film 4 is formed on the upper layer side of the gate electrode 3e. A semiconductor film 2a constituting an active layer (channel region) of the thin film transistor 1c is formed in a region of the upper layer of the gate insulating film 4 that partially overlaps the gate electrode 3e. Of the semiconductor film 2a, a contact layer 7a made of a doped silicon film and a source electrode 6b are stacked on the upper layer of the source region, and a contact layer 7b made of a doped silicon film and a drain on the upper layer of the drain region. The electrode 6c is laminated.

ゲート絶縁膜４は、例えば、シリコン窒化膜からなる。走査線３ａは、例えば、アルミニウム合金膜とモリブデン膜との多層膜である。データ線６ａ（ソース電極６ｂ）およびドレイン電極６ｃはいずれも、例えば、下層側から上層側に向けて、モリブデン膜、アルミニウム膜、およびモリブデン膜を積層した３層構造を備えている。 The gate insulating film 4 is made of, for example, a silicon nitride film. The scanning line 3a is, for example, a multilayer film of an aluminum alloy film and a molybdenum film. Each of the data line 6a (source electrode 6b) and the drain electrode 6c has, for example, a three-layer structure in which a molybdenum film, an aluminum film, and a molybdenum film are stacked from the lower layer side to the upper layer side.

本形態において、半導体膜２ａは、結晶粒径が数ｎｍから１００ｎｍの微結晶シリコン膜からなり、コンタクト層７ａ、７ｂは、例えば、リンがドープされたｎ+型のアモルファスシリコン膜からなる。 In this embodiment, the semiconductor film 2a is made of a microcrystalline silicon film having a crystal grain size of several nm to 100 nm, and the contact layers 7a and 7b are made of, for example, an n + type amorphous silicon film doped with phosphorus.

ソース電極６ｂおよびドレイン電極６ｃの上層側にはパッシベーション膜８１（保護膜／層間絶縁膜）が形成されており、パッシベーション膜８１は、例えば、シリコン窒化膜からなる。パッシベーション膜８１の上層には感光性樹脂からなる平坦化膜８２が形成されている。平坦化膜８２の上には光反射層５ａおよび画素電極９ａが形成されており、画素電極９ａは、パッシベーション膜８１および平坦化膜８２に形成されたコンタクトホール８１ａ、８２ａを介してドレイン電極６ｃに電気的に接続している。下層側の光反射層５ａは、アルミニウム膜、銀膜、あるいはそれらの合金膜からなり、上層側の画素電極９ａは、例えば、ＩＴＯ膜（Indium Tin Oxide）からなる。画素電極９ａは、光反射層５ａより広い領域に形成されており、画素電極９ａのうち、光反射層５ａが形成されている領域は反射モードでの画像表示に用いられ、光反射層５ａが形成されていない領域は透過モードでの画像表示に用いられる。 A passivation film 81 (protective film / interlayer insulating film) is formed on the upper layer side of the source electrode 6b and the drain electrode 6c, and the passivation film 81 is made of, for example, a silicon nitride film. A planarizing film 82 made of a photosensitive resin is formed on the passivation film 81. A light reflecting layer 5a and a pixel electrode 9a are formed on the planarizing film 82. The pixel electrode 9a is connected to the drain electrode 6c through contact holes 81a and 82a formed in the passivation film 81 and the planarizing film 82. Is electrically connected. The light reflecting layer 5a on the lower layer side is made of an aluminum film, a silver film, or an alloy film thereof, and the pixel electrode 9a on the upper layer side is made of, for example, an ITO film (Indium Tin Oxide). The pixel electrode 9a is formed in a wider area than the light reflection layer 5a. Of the pixel electrode 9a, the area where the light reflection layer 5a is formed is used for image display in the reflection mode. The area not formed is used for image display in the transmission mode.

［光センサ素子１ｆの構成］
図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本技術を適用した電気光学装置に用いた素子基板１０に形成された光センサ素子１ｆの等価回路図、平面図、およびＡ４−Ａ４′断面図である。なお、図４（ｂ）においても、ゲート電極３ｆおよびそれと同時形成された薄膜については実線で示し、半導体膜２ｄについては短い点線で示し、ソース・ドレイン電極６ｉ、６ｊおよびそれと同時形成された薄膜については一点鎖線で示してある。 [Configuration of Optical Sensor Element 1f]
4A, 4B, and 4C are respectively an equivalent circuit diagram, a plan view, and A4-A4 of the optical sensor element 1f formed on the element substrate 10 used in the electro-optical device to which the present technology is applied. It is a cross-sectional view. Also in FIG. 4B, the gate electrode 3f and the thin film formed simultaneously therewith are indicated by a solid line, the semiconductor film 2d is indicated by a short dotted line, and the source / drain electrodes 6i and 6j and the thin film formed simultaneously therewith. Is indicated by a one-dot chain line.

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、光センサ素子１ｆは、一対のソース・ドレイン電極６ｉ、６ｊ、チャネル領域を備えた半導体膜２ｄ、およびチャネル領域にゲート絶縁膜４を介して対向するゲート電極３ｆを備えた薄膜トランジスタ構造の光センサ用半導体素子１ｈと、光センサ用半導体素子１ｈと並列に電気的に接続された容量素子１ｉとを備えている。かかる光センサ素子１ｆでは、１つの素子が大面積に形成された構成や、複数の素子が並列に電気的に接続された構成をもって素子基板１０上に形成される。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the optical sensor element 1f includes a pair of source / drain electrodes 6i and 6j, a semiconductor film 2d having a channel region, and a gate region with a gate insulating film 4 interposed therebetween. The semiconductor device for optical sensors 1h having a thin film transistor structure provided with the opposing gate electrode 3f, and the capacitive element 1i electrically connected in parallel with the semiconductor element for optical sensors 1h are provided. Such an optical sensor element 1f is formed on the element substrate 10 with a structure in which one element is formed in a large area or a structure in which a plurality of elements are electrically connected in parallel.

光センサ用半導体素子１ｈのドレイン電極６ｊは、センサ用信号線１ｊおよび給電線１ｓに接続され、ソース電極６ｉは、共通電位Ｖcomが印加された定電位線１ｕに接続されており、定電位線１ｕとドレイン電極６ｊとの間に容量素子１ｉが電気的に接続されている。また、ゲート電極３ｆに対して、光センサ用半導体素子１ｈを非導通状態とするためのゲートオフ配線１ｍが電気的に接続されている。給電線１ｓの途中位置にはスイッチ素子１ｔが挿入されており、かかるスイッチ素子１ｔも、素子基板１０上に光センサ用半導体素子１ｈと同一構造の薄膜トランジスタにより構成することができ、この場合、素子基板１０には、スイッチ素子１ｔを構成する薄膜トランジスタをオン・オフ制御するための制御信号線が形成されることになる。なお、スイッチ素子１ｔには、素子基板１０上に形成しなくても、例えば、図１（ａ）、（ｂ）に示すセンサ駆動用ＩＣ１０３に内蔵させてもよい。 The drain electrode 6j of the optical sensor semiconductor element 1h is connected to the sensor signal line 1j and the power supply line 1s, and the source electrode 6i is connected to the constant potential line 1u to which the common potential Vcom is applied. The capacitive element 1i is electrically connected between 1u and the drain electrode 6j. In addition, a gate-off wiring 1m for making the optical sensor semiconductor element 1h non-conductive is electrically connected to the gate electrode 3f. A switch element 1t is inserted in the middle of the feeder line 1s, and the switch element 1t can also be formed on the element substrate 10 by a thin film transistor having the same structure as the optical sensor semiconductor element 1h. On the substrate 10, a control signal line for on / off control of the thin film transistor constituting the switch element 1t is formed. Note that the switch element 1t may not be formed on the element substrate 10, but may be incorporated in the sensor driving IC 103 shown in FIGS. 1A and 1B, for example.

このように構成した光センサ素子１ｆの断面構造を、図４（ｃ）を参照して説明する。図４（ｃ）に示すように、光センサ素子１ｆにおいて、光センサ用半導体素子１ｈでは、薄膜トランジスタ１ｃと同様、絶縁基板１１上にゲート電極３ｆが形成され、このゲート電極３ｆの上層側にはゲート電極３ｆを覆うようにゲート絶縁膜４が形成されている。ゲート絶縁膜４の上層のうち、ゲート電極３ｆと部分的に重なる領域には、チャネル領域（能動層）を構成する半導体膜２ｄが形成されている。半導体膜２ｄの一方の端部には、ドープトシリコン膜からなるコンタクト層７ｇ、およびソース・ドレイン電極６ｉ、６ｊのうち、ソース電極６ｉが積層され、半導体膜２ｄの他方の端部には、ドープトシリコン膜からなるコンタクト層７ｈ、およびソース・ドレイン電極６ｉ、６ｊのうち、ドレイン電極６ｊが積層されている。また、ソース・ドレイン電極６ｉ、６ｊの上層側にはパッシベーション膜８１が形成されている。 A cross-sectional structure of the optical sensor element 1f configured as described above will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4C, in the optical sensor element 1f, in the optical sensor semiconductor element 1h, the gate electrode 3f is formed on the insulating substrate 11 like the thin film transistor 1c, and on the upper layer side of the gate electrode 3f, A gate insulating film 4 is formed so as to cover the gate electrode 3f. Of the upper layer of the gate insulating film 4, a semiconductor film 2 d constituting a channel region (active layer) is formed in a region partially overlapping with the gate electrode 3 f. A contact layer 7g made of a doped silicon film and a source electrode 6i among the source / drain electrodes 6i and 6j are stacked at one end of the semiconductor film 2d, and the other end of the semiconductor film 2d is Of the contact layer 7h made of a doped silicon film and the source / drain electrodes 6i, 6j, the drain electrode 6j is laminated. A passivation film 81 is formed on the upper layer side of the source / drain electrodes 6i, 6j.

また、ゲート電極３ｆの側方には、島状の下電極３ｇがゲート電極３ｆと同時形成されており、この島状の下電極３ｇに対しては、ドレイン電極６ｊから延設された上電極６ｋがゲート絶縁膜４を介して平面視で重なっている。ゲート絶縁膜４において下電極３ｇに重なる位置にはコンタクトホール４ａが形成されており、ソース・ドレイン電極６ｉ、６ｊと同時形成された定電位線１ｕが、コンタクトホール４ａを介して下電極３ｇに電気的に接続している。このようにして、定電位線１ｕとドレイン電極６ｊとの間に容量素子１ｉが構成されている。 Further, an island-shaped lower electrode 3g is formed simultaneously with the gate electrode 3f on the side of the gate electrode 3f. The island-shaped lower electrode 3g is connected to the upper electrode extended from the drain electrode 6j. 6k overlap with each other through the gate insulating film 4 in plan view. A contact hole 4a is formed in the gate insulating film 4 at a position overlapping the lower electrode 3g, and a constant potential line 1u formed simultaneously with the source / drain electrodes 6i and 6j is formed in the lower electrode 3g via the contact hole 4a. Electrically connected. In this way, the capacitive element 1i is configured between the constant potential line 1u and the drain electrode 6j.

ここで、光センサ素子１ｆは、薄膜トランジスタ１ｃと、ソース・ドレイン電極同士、半導体膜同士、およびゲート電極同士が同一の層間に同一材料により形成されており、光センサ素子１ｆおよび薄膜トランジスタ１ｃは、共通の製造工程によって形成される。従って、本形態において、半導体膜２ｄは、半導体膜２ａと同様、結晶粒径が数ｎｍから１００ｎｍの微結晶シリコン膜からなる。 Here, in the optical sensor element 1f, the thin film transistor 1c, the source / drain electrodes, the semiconductor films, and the gate electrodes are formed of the same material between the same layers, and the optical sensor element 1f and the thin film transistor 1c are common. It is formed by the manufacturing process. Therefore, in this embodiment, the semiconductor film 2d is made of a microcrystalline silicon film having a crystal grain size of several nm to 100 nm, like the semiconductor film 2a.

このような光センサ素子１ｆにおいて、照度を検出する際、ゲートオフ配線１ｍを介してゲート電極３ｆに例えば−１０Ｖのゲート電圧を印加して光センサ用半導体素子１ｈをオフ状態にした状態で、給電線１ｓを介してソース・ドレイン電極６ｉ、６ｊ間に、例えば＋２Ｖを印加して容量素子１ｉに充電を行う。次に、スイッチ素子１ｔを閉から開に切り換え、ソース・ドレイン電極６ｉ、６ｊへの給電を停止する。その結果、センサ用信号線１ｊからは、光センサ素子１ｆの端子間電圧（ソース・ドレイン間電圧）が出力される。ここで、端子間電圧の変化は、容量素子１ｉに充電された際の電荷が、光センサ用半導体素子１ｈを介して放電する際の放電曲線を示し、かつ、光センサ用半導体素子１ｈを介しての放電は、光センサ用半導体素子１ｈが受けた光量で変化する。従って、所定時間後の電圧値や、放電時の時定数を求めれば、照度を検出できることになる。かかる光センサ素子１ｆの駆動および制御は、図１および図２に示すセンサ駆動用ＩＣ１０３によって行なわれ、光センサ素子１ｆでの検出結果は、センサ駆動用ＩＣ１０３を介してバックライト駆動装置６５に入力され、バックライト駆動装置６５は、光センサ素子１ｆでの検出結果に基づいて、バックライト装置６０の光源６２の制御をおこなう。例えば、周囲が明るい条件下では、バックライト装置６０の光源６２を消灯させて反射モードで表示を行なう一方、周囲が暗い条件下では、バックライト装置６０の光源６２を点灯させて透過モードで表示を行なうなどの制御を行なうことができる。また、周囲の明るさに応じて、バックライト装置６０の光源６２の発光度合いを調節するなどの制御を行なうこともできる。なお、電気光学装置１００での照度の検出は、電子機器が使用されている間、予め設定された時間間隔で行なわれる構成、あるいは利用者によるボタン操作などにより行われる構成のいずれを採用してもよい。 In such an optical sensor element 1f, when detecting the illuminance, the photosensor semiconductor element 1h is turned off by applying a gate voltage of, for example, −10V to the gate electrode 3f via the gate-off wiring 1m. For example, +2 V is applied between the source / drain electrodes 6i and 6j through the electric wire 1s to charge the capacitive element 1i. Next, the switch element 1t is switched from closed to open, and power supply to the source / drain electrodes 6i, 6j is stopped. As a result, the terminal voltage (source-drain voltage) of the optical sensor element 1f is output from the sensor signal line 1j. Here, the change in the inter-terminal voltage shows a discharge curve when the electric charge when the capacitor element 1i is charged is discharged through the optical sensor semiconductor element 1h, and also through the optical sensor semiconductor element 1h. Every discharge changes with the light quantity which the semiconductor element 1h for optical sensors received. Therefore, the illuminance can be detected by obtaining the voltage value after a predetermined time and the time constant during discharge. The driving and control of the optical sensor element 1f is performed by the sensor driving IC 103 shown in FIGS. 1 and 2, and the detection result of the optical sensor element 1f is input to the backlight driving device 65 via the sensor driving IC 103. Then, the backlight driving device 65 controls the light source 62 of the backlight device 60 based on the detection result of the optical sensor element 1f. For example, when the surroundings are bright, the light source 62 of the backlight device 60 is turned off and the display is performed in the reflection mode. On the other hand, when the surroundings are dark, the light source 62 of the backlight device 60 is turned on and the display is performed in the transmission mode. It is possible to perform control such as Further, it is possible to perform control such as adjusting the light emission degree of the light source 62 of the backlight device 60 according to the ambient brightness. The illuminance detection by the electro-optical device 100 employs either a configuration that is performed at a preset time interval while the electronic device is being used, or a configuration that is performed by a button operation by a user. Also good.

［電気光学装置１００の製造方法］
図５は、本技術を適用した電気光学装置１００の製造工程の一部を示す工程断面図である。本形態の電気光学装置１００を製造するには、まず、モリブデン膜とアルミニウム膜との積層膜などの導電膜をスパッタ法などにより形成した後、パターニングし、図５（ａ）に示すように、ゲート電極３ｆおよび下電極３ｇを形成する。その際、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明した走査線３ａや容量線３ｂを同時形成する。次に、図５（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法などによってシリコン窒化膜などからなるゲート絶縁膜４を形成する。 [Method of Manufacturing Electro-Optical Device 100]
FIG. 5 is a process cross-sectional view illustrating a part of the manufacturing process of the electro-optical device 100 to which the present technology is applied. To manufacture the electro-optical device 100 of this embodiment, first, a conductive film such as a laminated film of a molybdenum film and an aluminum film is formed by a sputtering method or the like, and then patterned, as shown in FIG. A gate electrode 3f and a lower electrode 3g are formed. At that time, the scanning lines 3a and the capacitor lines 3b described with reference to FIGS. 3A and 3B are formed simultaneously. Next, as shown in FIG. 5B, a gate insulating film 4 made of a silicon nitride film or the like is formed by a CVD method or the like.

次に、図５（ｃ）に示すように、厚さが１２０ｎｍ程度のシリコン膜からなる半導体膜２を形成する。その際、後述するように、ＰＥＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）法、スパッタ法、局在プラズマＣＶＤ法、Ｃａｔ−ＣＶＤ（Catalytic-Chemical Vapor Deposition）法、ＶＨＦ（Very High Frequency）−ＣＶＤ法を利用して、半導体膜２を微結晶シリコン膜として形成する。 Next, as shown in FIG. 5C, a semiconductor film 2 made of a silicon film having a thickness of about 120 nm is formed. At that time, as described later, a PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) method, a sputtering method, a localized plasma CVD method, a Cat-CVD (Catalytic-Chemical Vapor Deposition) method, and a VHF (Very High Frequency) -CVD method are used. Then, the semiconductor film 2 is formed as a microcrystalline silicon film.

次に、図５（ｄ）に示すように、モノシランおよび水素ガスからなる原料ガスにホスフィンなどを混合してＣＶＤ法による成膜を行い、厚さが５０ｎｍ程度の高濃度Ｎ型の不純物をドープしたアモルファスシリコン膜からなるコンタクト層７を形成する。 Next, as shown in FIG. 5 (d), a phosphine or the like is mixed with a source gas composed of monosilane and hydrogen gas to form a film by CVD, and a high concentration N-type impurity having a thickness of about 50 nm is doped. A contact layer 7 made of the amorphous silicon film is formed.

次に、半導体膜２およびコンタクト層７をパターニングして、図５（ｅ）に示すように、島状の半導体膜２ｄおよびコンタクト層７ｇ、７ｈを形成する。その際、図３（ａ）、（ｂ）を参照して説明した半導体膜２ａおよびコンタクト層７ａ、７ｂを同時形成する。 Next, the semiconductor film 2 and the contact layer 7 are patterned to form island-shaped semiconductor films 2d and contact layers 7g and 7h as shown in FIG. At that time, the semiconductor film 2a and the contact layers 7a and 7b described with reference to FIGS. 3A and 3B are simultaneously formed.

それ以降の工程について図示および詳細な説明を省略するが、成膜工程、マスク形成工程、エッチング工程、感光性樹脂の塗布・、露光・現像工程などを繰り返し行って、ソース・ドレイン電極６ｂ、６ｃ、６ｉ、６ｊ、パッシベーション膜８１、平坦化膜８２、光反射層５ａ、画素電極９ａなどを順次形成する。このようにして素子基板１０を製造した後、素子基板１０と対向基板２０とをシール材５２を介して貼り合せ、その間に液晶層５０を充填する。 Although illustration and detailed description of the subsequent steps are omitted, the film forming step, the mask forming step, the etching step, the photosensitive resin coating / exposure / exposure / development step, etc. are repeated to obtain the source / drain electrodes 6b, 6c. , 6i, 6j, a passivation film 81, a planarizing film 82, a light reflecting layer 5a, a pixel electrode 9a, and the like are sequentially formed. After the element substrate 10 is manufactured in this way, the element substrate 10 and the counter substrate 20 are bonded to each other through the sealing material 52, and the liquid crystal layer 50 is filled therebetween.

次に、素子基板１０に対して駆動用ＩＣ１０１、１０２を実装するとともに、センサ駆動用ＩＣ１０３が実装されたフレキシブル配線基板１０５を素子基板１０に接続すると、電気光学装置１００が完成する。そして、電気光学装置１００を携帯電話などの電子機器に搭載する。 Next, when the driving ICs 101 and 102 are mounted on the element substrate 10 and the flexible wiring substrate 105 on which the sensor driving IC 103 is mounted is connected to the element substrate 10, the electro-optical device 100 is completed. Then, the electro-optical device 100 is mounted on an electronic device such as a mobile phone.

（半導体膜２の成膜工程の第１例）
本例では、図５（ｃ）に示す半導体膜形成工程において、ＳｉＨ₄（モノシラン）と水素ガスとを用いたＰＥＣＶＤ法によりシリコン膜（半導体膜２）を形成する。その際、アモルファスシリコン膜を形成する場合に比して水素流量を高く設定し、基板温度を５０℃から４５０℃に設定する。かかるＰＥＣＶＤ法を利用すると、プラズマ放電中でガスが励起されるので、熱的励起のみによる方法と比較して低温下（例えば、２００℃程度）での反応が可能であり、素子基板１０に用いた絶縁基板１１としてガラス基板などを用いることが可能である。また、水素流量を高めに設定するなどの条件を採用したため、半導体膜２は、微結晶シリコン膜として形成される。それ故、光センサ用半導体素子１ｈの能動層および画素スイッチング用の薄膜トランジスタ１ｃの能動層を構成する半導体膜２ａ、２ｄを微結晶シリコン膜により構成することができる。 (First Example of Film Formation Process of Semiconductor Film 2)
In this example, in the semiconductor film formation step shown in FIG. 5C, a silicon film (semiconductor film 2) is formed by PECVD using SiH ₄ (monosilane) and hydrogen gas. At this time, the hydrogen flow rate is set higher than when the amorphous silicon film is formed, and the substrate temperature is set to 50 ° C. to 450 ° C. When this PECVD method is used, the gas is excited in the plasma discharge, so that a reaction at a low temperature (for example, about 200 ° C.) is possible as compared with the method using only thermal excitation. A glass substrate or the like can be used as the insulating substrate 11. In addition, since the conditions such as setting the hydrogen flow rate to be high are employed, the semiconductor film 2 is formed as a microcrystalline silicon film. Therefore, the semiconductor films 2a and 2d constituting the active layer of the optical sensor semiconductor element 1h and the active layer of the pixel switching thin film transistor 1c can be formed of a microcrystalline silicon film.

かかる微結晶シリコン膜は、結晶粒径が数ｎｍから１００ｎｍの微結晶シリコン、あるいはかかる微結晶シリコンとアモルファスシリコンとが混成している。本形態において、半導体膜２（半導体膜２ａ、２ｄ）に含まれる微結晶シリコンの結晶粒径は１０ｎｍから５０ｎｍであり、半導体膜２（半導体膜２ａ、２ｄ）は、水素濃度が１ａｔｍ％から１０ａｔｍ％、移動度が０．４ｃｍ²Ｖ^-1ｓ^-1であった。 Such a microcrystalline silicon film has microcrystalline silicon having a crystal grain size of several to 100 nm, or a mixture of such microcrystalline silicon and amorphous silicon. In this embodiment, the crystal grain size of microcrystalline silicon contained in the semiconductor film 2 (semiconductor films 2a and 2d) is 10 nm to 50 nm, and the semiconductor film 2 (semiconductor films 2a and 2d) has a hydrogen concentration of 1 atm% to 10 atm. % And mobility was 0.4 cm ² V ⁻¹ s ⁻¹ .

（半導体膜２の成膜工程の第２例）
図５（ｃ）に示す半導体膜形成工程において、微結晶シリコン膜からなる半導体膜２を形成するにあたっては、ＲＦマグネトロンスパッタ法などといったスパッタ法を利用してもよい。 (Second Example of Film Formation Process of Semiconductor Film 2)
In forming the semiconductor film 2 made of a microcrystalline silicon film in the semiconductor film forming step shown in FIG. 5C, a sputtering method such as an RF magnetron sputtering method may be used.

（半導体膜２の成膜工程の第３例）
図５（ｃ）に示す半導体膜形成工程において、微結晶シリコン膜からなる半導体膜２を形成するにあたっては、局在プラズマＣＶＤ法を利用してもよい。かかる局在プラズマＣＶＤ法では、ピラミッド型の電極などを用いることにより、高密度のプラズマを安定的に生成できるという利点がある。 (Third example of film formation process of semiconductor film 2)
In forming the semiconductor film 2 made of a microcrystalline silicon film in the semiconductor film forming step shown in FIG. 5C, a localized plasma CVD method may be used. Such a localized plasma CVD method has an advantage that high-density plasma can be stably generated by using a pyramidal electrode or the like.

（半導体膜２の成膜工程の第４例）
図５（ｃ）に示す半導体膜形成工程において、微結晶シリコン膜からなる半導体膜２を形成するにあたっては、ホットワイヤーＣＶＤ法などといったＣａｔ−ＣＶＤ法を利用してもよい。かかる成膜方法では、原料ガスを加熱した触媒体に接触させて、その表面での接触分解反応を利用するため、プラズマを用いる必要がなく、プラズマに起因する帯電などの問題が発生しないという利点がある。 (Fourth Example of Film Formation Process of Semiconductor Film 2)
In forming the semiconductor film 2 made of a microcrystalline silicon film in the semiconductor film formation step shown in FIG. 5C, a Cat-CVD method such as a hot wire CVD method may be used. In such a film forming method, since the source gas is brought into contact with a heated catalyst body and the catalytic decomposition reaction on the surface is used, there is no need to use plasma, and there is an advantage that problems such as charging due to plasma do not occur. There is.

（半導体膜２の成膜工程の第５例）
図５（ｃ）に示す半導体膜形成工程において、微結晶シリコン膜からなる半導体膜２を形成するにあたっては、ＶＨＦ−ＣＶＤ法を利用してもよい。かかる成膜方法では、ＲＦ帯域（例えば１３．５６MHz）に代えて、３０MHz〜３００MHzの超短波帯（ＶＨＦ帯域／例えば、１００MHz）の電力を用いるため、分離電離を促進することができる。 (Fifth Example of Film Formation Process of Semiconductor Film 2)
In the semiconductor film forming step shown in FIG. 5C, the VHF-CVD method may be used to form the semiconductor film 2 made of a microcrystalline silicon film. In such a film forming method, power in a very high frequency band (VHF band / for example, 100 MHz) of 30 MHz to 300 MHz is used instead of the RF band (for example, 13.56 MHz), and therefore, separation ionization can be promoted.

［本形態の主な効果］
図６は、本技術を適用した光センサ素子１ｆ、および能動層にアモルファスシリコン膜を用いた光センサ素子の光電変換特性の経時変化を比較して示すグラフである。なお、図６に示す結果は、光センサ素子１ｆに１００００ｌｘの光を照射した場合の結果であり、初期の光電変換特性を１とし、それを基準に光電変換特性の変化を示してある。 [Main effects of this embodiment]
FIG. 6 is a graph showing a comparison with time of photoelectric conversion characteristics of the optical sensor element 1f to which the present technology is applied and an optical sensor element using an amorphous silicon film as an active layer. The results shown in FIG. 6 are the results when the optical sensor element 1f is irradiated with 10000 lx light. The initial photoelectric conversion characteristics are set to 1, and the change of the photoelectric conversion characteristics is shown with reference to that.

本形態では、薄膜トランジスタ構造の光センサ用半導体素子１ｈを構成するにあたって、結晶粒径が数ｎｍから１００ｎｍの微結晶シリコン膜を能動層として用いたため、アモルファスシリコン膜と違って、可視光によってシリコン同士の結合が切れるということがない。それ故、微結晶シリコン膜を能動層とする薄膜トランジスタを光センサ用半導体素子１ｈとして用いると、例えば、図６に一点鎖線Ｌ１で示すように、時間が経過しても、光センサ素子１ｆの光電変換特性が大きく低下することがない。それ故、本形態によれば、実際の照度よりも低く検出してしまうなどといった不具合が発生しない。 In this embodiment, since the microcrystalline silicon film having a crystal grain size of several nanometers to 100 nm is used as an active layer in configuring the thin film transistor-structured optical sensor semiconductor element 1h, unlike an amorphous silicon film, There is no disconnection. Therefore, when a thin film transistor having a microcrystalline silicon film as an active layer is used as the optical sensor semiconductor element 1h, for example, as indicated by a one-dot chain line L1 in FIG. The conversion characteristics are not greatly deteriorated. Therefore, according to the present embodiment, a problem such as detection lower than actual illuminance does not occur.

また、アモルファスシリコン膜にレーザ光を照射して光センサ素子１ｆの光電変換特性の経時的に低下する方法と違って、微結晶シリコン膜を成膜するように成膜条件を設定すればよいので、生産性が高い。 Further, unlike the method of irradiating the amorphous silicon film with laser light and decreasing the photoelectric conversion characteristics of the optical sensor element 1f over time, the film formation conditions may be set so as to form a microcrystalline silicon film. High productivity.

さらに、本形態では、薄膜トランジスタ構造の光センサ用半導体素子１ｈを構成するにあたって、結晶粒径が数ｎｍから１００ｎｍの微結晶シリコン膜を能動層として用いたため、多結晶シリコン膜を用いた場合と比較して、光センサ用半導体素子１ｈのオフ時の漏れ電流が小さく、光センサ素子１ｆの感度が高い。すなわち、薄膜トランジスタ構造の光センサ用半導体素子１ｈを備えた光センサ素子１ｆでは、光センサ用半導体素子１ｈをオフ状態にした状態で光が照射されたときの光電流の度合いを検出するため、微結晶シリコン膜を能動層として用いてオフ時の漏れ電流を低下させれば、バックグランドを低くできるため、感度が向上する。また、本形態では、コンタクト層７ｇ，７ｈをアモルファスシリコン膜により形成したため、光センサ用半導体素子１ｈのオフ時の漏れ電流が小さく、光センサ素子１ｆの感度が高い。 Further, in this embodiment, since the microcrystalline silicon film having a crystal grain size of several nanometers to 100 nm is used as the active layer in constructing the thin film transistor-structured optical sensor semiconductor element 1h, it is compared with the case where the polycrystalline silicon film is used. Thus, the leakage current when the photosensor semiconductor element 1h is off is small, and the sensitivity of the photosensor element 1f is high. That is, in the optical sensor element 1f including the optical sensor semiconductor element 1h having the thin film transistor structure, the level of the photocurrent is detected when light is irradiated in a state where the optical sensor semiconductor element 1h is turned off. If the crystalline silicon film is used as an active layer to reduce the leakage current at the time of off, the background can be lowered, so that the sensitivity is improved. In this embodiment, since the contact layers 7g and 7h are formed of an amorphous silicon film, the leakage current when the optical sensor semiconductor element 1h is off is small, and the sensitivity of the optical sensor element 1f is high.

それ故、本形態によれば、光電変換特性が高く、かつ、光電変換特性の経時変化が小さい光センサ素子１ｆを素子基板１０上に効率よく形成することができる。しかも、光センサ用半導体素子１ｈをオフ状態にした状態での光センサ素子１ｆのインピーダンスは、微結晶シリコン膜を能動層として用いた場合の方が、アモルファスシリコン膜を能動層として用いた場合に比して適度に低いので、回路構成を簡素化できるという利点もある。 Therefore, according to this embodiment, the optical sensor element 1 f having high photoelectric conversion characteristics and small change with time in the photoelectric conversion characteristics can be efficiently formed on the element substrate 10. Moreover, the impedance of the optical sensor element 1f in the state where the optical sensor semiconductor element 1h is in the OFF state is greater when the microcrystalline silicon film is used as the active layer and when the amorphous silicon film is used as the active layer. Since it is reasonably low, there is an advantage that the circuit configuration can be simplified.

また、本形態では、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ１ｃおよび光センサ用半導体素子１ｈの双方が、結晶粒径が数ｎｍから１００ｎｍの微結晶シリコン膜を能動層として備えた薄膜トランジスタ構造を有しているため、画素スイッチング素子を形成するための工程と、光センサ素子を形成するための工程の一部あるいは全てを同時に行なうことができるので、製造工程数が少なくてよいという利点がある。しかも、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ１ｃでは、能動層が微結晶シリコン膜からなるため、多結晶シリコン膜を用いた場合と比較して、オフ時の漏れ電流が小さいので、表示品位に優れているという利点もある。 In this embodiment, both the pixel switching thin film transistor 1c and the optical sensor semiconductor element 1h have a thin film transistor structure including a microcrystalline silicon film having a crystal grain size of several nm to 100 nm as an active layer. Since part or all of the process for forming the pixel switching element and the process for forming the optical sensor element can be performed simultaneously, there is an advantage that the number of manufacturing processes can be reduced. Moreover, in the pixel switching thin film transistor 1c, since the active layer is made of a microcrystalline silicon film, the leakage current at the time of off is small compared to the case where a polycrystalline silicon film is used, so that the display quality is excellent. There are also advantages.

さらに、本形態では、光センサ用半導体素子１ｈがボトムゲート構造を備えているため、光センサ用半導体素子１ｈの能動層に光が照射するのをゲート電極が妨げるという問題点が発生しない。それ故、本形態によれば、金属や導電化ポリシリコンなどといった遮光性材料によってゲート電極３ｆを形成することができる。 Further, in this embodiment, since the optical sensor semiconductor element 1h has a bottom gate structure, there is no problem that the gate electrode prevents the active layer of the optical sensor semiconductor element 1h from being irradiated with light. Therefore, according to the present embodiment, the gate electrode 3f can be formed of a light shielding material such as metal or conductive polysilicon.

［その他の実施の形態］
上記実施の形態では、光センサ素子１ｆを素子基板１０上の１箇所に配置したが、図７に示すように、光センサ素子１ｆを素子基板１０上の複数個所に配置してもよい。このように構成した場合、複数の光センサ素子１ｆでの検出結果に基づいて、バックライト装置６０で光源６２として用いた複数のＬＥＤの各々の輝度を調整して、画素領域１ａの領域毎の輝度を最適化してもよい。例えば、画素領域１ａのうち、外光が当たっている領域付近の輝度を高くする。 [Other embodiments]
In the above embodiment, the optical sensor element 1f is arranged at one place on the element substrate 10. However, the optical sensor element 1f may be arranged at a plurality of places on the element substrate 10 as shown in FIG. When configured in this manner, the luminance of each of the plurality of LEDs used as the light source 62 in the backlight device 60 is adjusted based on the detection results of the plurality of photosensor elements 1f, and the pixel region 1a is determined for each region. The brightness may be optimized. For example, in the pixel area 1a, the brightness near the area that is exposed to external light is increased.

上記実施の形態では、光センサ素子１ｆを素子基板１０上においてシール材５２の外側に配置したが、外光などの環境光が届く位置であれば、シール材５２で囲まれた内側領域に配置してもよい。その場合、画素領域１ａの辺に沿って光センサ素子１ｆを配置した構成、さらには画素１ｅ内に光センサ素子１ｆを配置した構成を採用することができる。 In the above embodiment, the optical sensor element 1 f is arranged outside the sealing material 52 on the element substrate 10. However, the optical sensor element 1 f is arranged in an inner region surrounded by the sealing material 52 as long as ambient light such as external light reaches. May be. In that case, a configuration in which the photosensor element 1f is arranged along the side of the pixel region 1a, or a configuration in which the photosensor element 1f is arranged in the pixel 1e can be employed.

上記実施の形態では、光センサ用半導体素子１ｈは、素子基板１０の下層側から上層側に向かってゲート電極３ｆ、ゲート絶縁膜４および半導体膜２ｄ（能動層）が順に積層されたボトムゲート構造を備えていたが、素子基板１０の下層側から上層側に向かって半導体膜（能動層）、ゲート絶縁膜およびゲート電極が順に積層されたトップゲート構造を備える構造であってもよい。かかるトップゲート構造を採用した場合において、ゲート電極の側から光が入射するように構成する場合、ゲート電極をＩＴＯ膜などの透光性導電膜を用いれば、能動層への光の入射を効率よく行なうことができる。また、光センサ用半導体素子１ｈの構造については、スタガ型、逆スタガ型、コプラナー型、逆コプラナー型のいずれであってもよい。 In the embodiment described above, the optical sensor semiconductor element 1h has a bottom gate structure in which the gate electrode 3f, the gate insulating film 4 and the semiconductor film 2d (active layer) are sequentially stacked from the lower layer side to the upper layer side of the element substrate 10. However, a structure having a top gate structure in which a semiconductor film (active layer), a gate insulating film, and a gate electrode are sequentially stacked from the lower layer side to the upper layer side of the element substrate 10 may be used. In the case where such a top gate structure is adopted, when light is incident from the gate electrode side, if a light-transmitting conductive film such as an ITO film is used for the gate electrode, light can be efficiently incident on the active layer. Can be done well. Further, the structure of the optical sensor semiconductor element 1h may be any of a staggered type, an inverted staggered type, a coplanar type, and an inverted coplanar type.

また、光センサ素子１ｆに対する回路構成については図２および図４に示す上記形態以外の回路構成を採用してもよい。例えば、上記形態では、センサ用信号線１ｊと給電線１ｓとを設けたが、センサ用信号線１ｊにスイッチ素子１ｔを設け、センサ用信号線１ｊと給電線１ｓとを１本の配線で機能させてもよい。また、上記形態では、１つの光センサ素子１ｆで照度を検出する構成を採用したが、検出用および参照用の光センサ素子１ｆを設け、これらの光センサ素子１ｆを差動させる回路構成を採用してもよい。 Further, as for the circuit configuration for the optical sensor element 1f, a circuit configuration other than that shown in FIGS. 2 and 4 may be adopted. For example, in the above embodiment, the sensor signal line 1j and the power supply line 1s are provided, but the sensor signal line 1j is provided with the switch element 1t, and the sensor signal line 1j and the power supply line 1s function by one wiring. You may let them. Moreover, in the said form, although the structure which detects illumination intensity with the one optical sensor element 1f was employ | adopted, the optical sensor element 1f for a detection and a reference is provided, and the circuit structure which makes these optical sensor elements 1f differential is employ | adopted. May be.

また、上記実施の形態では、光センサ素子１ｆでの検出結果を半透過反射型の電気光学装置１００においてバックライト装置６０のオン・オフに利用したが、光センサ素子１ｆでの検出結果に基づいて、透過型の電気光学装置１００においてバックライト装置６０から発光量を制御してもよい。また、反射型、透過型あるいは半透過反射型の電気光学装置１００において、光センサ素子１ｆでの検出結果に基づいて、画像信号の諧調補正を行なってもよい。 In the above embodiment, the detection result of the optical sensor element 1f is used for turning on / off the backlight device 60 in the transflective electro-optical device 100. However, based on the detection result of the optical sensor element 1f. Thus, the light emission amount may be controlled from the backlight device 60 in the transmissive electro-optical device 100. Further, in the reflection type, transmission type, or transflective type electro-optical device 100, tone correction of an image signal may be performed based on the detection result of the optical sensor element 1f.

また、上記実施の形態では、光センサ素子１ｆでの検出結果を半透過反射型の電気光学装置１００においてバックライト装置６０のオン・オフに利用したが、素子基板１０に対して対向基板２０が位置する側にフロントライト装置（照明装置）が配置されている場合、光センサ素子１ｆでの検出結果をフロントライト装置のオン・オフ制御に利用してもよい。 In the above-described embodiment, the detection result of the optical sensor element 1 f is used for turning on / off the backlight device 60 in the transflective electro-optical device 100. When the front light device (illumination device) is arranged on the side where it is located, the detection result of the optical sensor element 1f may be used for on / off control of the front light device.

また、上記実施の形態では、ＴＮモード、ＥＣＢモード、ＶＡＮモードのアクティブマトリクス型の電気光学装置１００を例に説明したが、ＩＰＳ（In‐Plane Switching）モードやＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの液晶装置（電気光学装置）に本技術を適用してもよい。 In the above embodiment, the active matrix type electro-optical device 100 of TN mode, ECB mode, and VAN mode has been described as an example. However, liquid crystal in IPS (In-Plane Switching) mode or FFS (Fringe Field Switching) mode is used. The present technology may be applied to a device (electro-optical device).

さらに、上記実施の形態では、電気光学装置１００として液晶装置での表示を環境光の強度に適合させるのに光センサ素子１ｆを用いたが、電気光学装置１００として、有機エレクトロルミネッセンス装置やプラズマディスプレイでの表示を環境光の強度に適合させるのに本技術を適用してもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the optical sensor element 1f is used to adapt the display on the liquid crystal device as the electro-optical device 100 to the intensity of the ambient light. However, as the electro-optical device 100, an organic electroluminescence device or a plasma display is used. The present technology may be applied to adapt the display in to the ambient light intensity.

［電子機器への搭載例］
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置１００を適用した電子機器について説明する。図８（ａ）に、電気光学装置１００を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての電気光学装置１００と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。図８（ｂ）に、電気光学装置１００を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、電気光学装置１００に表示される画面がスクロールされる。図８（ｃ）に、電気光学装置１００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置１００に表示される。 [Example of mounting on electronic devices]
Next, an electronic apparatus to which the electro-optical device 100 according to the above-described embodiment is applied will be described. FIG. 8A illustrates a configuration of a mobile personal computer including the electro-optical device 100. The personal computer 2000 includes an electro-optical device 100 as a display unit and a main body 2010. The main body 2010 is provided with a power switch 2001 and a keyboard 2002. FIG. 8B shows the configuration of a mobile phone provided with the electro-optical device 100. A cellular phone 3000 includes a plurality of operation buttons 3001, scroll buttons 3002, and the electro-optical device 100 as a display unit. By operating the scroll button 3002, the screen displayed on the electro-optical device 100 is scrolled. FIG. 8C shows the configuration of a portable information terminal (PDA: Personal Digital Assistants) to which the electro-optical device 100 is applied. The information portable terminal 4000 includes a plurality of operation buttons 4001, a power switch 4002, and the electro-optical device 100 as a display unit. When the power switch 4002 is operated, various types of information such as an address book and a schedule book are displayed on the electro-optical device 100.

なお、電気光学装置１００が適用される電子機器としては、図８に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置１００が適用可能である。 As an electronic apparatus to which the electro-optical device 100 is applied, in addition to the one shown in FIG. 8, a digital still camera, a liquid crystal television, a viewfinder type, a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, Examples include calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals, devices with touch panels, and the like. The electro-optical device 100 described above can be applied as a display unit of these various electronic devices.

（ａ）、（ｂ）は各々、本技術を適用した光センサ付き電気光学装置をその上に形成された各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。(A), (b) is the top view which looked at the electro-optical apparatus with an optical sensor to which this technique was applied from the opposite substrate side with each component formed on it, and its HH 'sectional drawing It is. 図１に示す電気光学装置の電気的な構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the electro-optical device illustrated in FIG. 1. （ａ）、（ｂ）は各々、本技術を適用した電気光学装置に用いた素子基板に形成された画素の３つ分の平面図、およびＡ３−Ａ３′断面図である。(A), (b) is the top view for three pixels formed in the element substrate used for the electro-optical apparatus to which this technique is applied, respectively, and A3-A3 'sectional drawing. （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は各々、本技術を適用した電気光学装置に用いた素子基板に形成された光センサ素子の等価回路図、平面図、およびＡ４−Ａ４′断面図である。(A), (b), (c) is an equivalent circuit diagram, a plan view, and an A4-A4 ′ sectional view of an optical sensor element formed on an element substrate used in an electro-optical device to which the present technology is applied. is there. 本技術を適用した電気光学装置の製造工程の一部を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows a part of manufacturing process of the electro-optical apparatus to which this technique is applied. 本技術を適用した光センサ素子、および能動層にアモルファスシリコン膜を用いた光センサ素子の光電変換特性の経時変化を比較して示すグラフである。It is a graph which compares and shows the time-dependent change of the photoelectric conversion characteristic of the optical sensor element to which this technique is applied, and the optical sensor element which used the amorphous silicon film for the active layer. 本技術を適用した別の光センサ付き電気光学装置をその上に形成された各構成要素とともに対向基板の側から見た平面図である。It is the top view which looked at the electro-optical apparatus with another optical sensor to which this technique is applied from the side of a counter substrate with each component formed on it. 本技術を適用した電気光学装置を備えた電子機器の説明図である。It is explanatory drawing of the electronic device provided with the electro-optical apparatus to which this technique is applied.

Explanation of symbols

１ａ・・画素領域、１ｃ・・画素スイッチング用の薄膜トランジスタ、１ｆ・・光センサ素子、１ｈ・・光センサ用半導体素子、１ｉ・・光センサ用の容量素子、２、２ａ、２ｄ・・半導体膜、１０・・素子基板、２０・・対向基板、６０・・バックライト装置（照明装置）、１００・・電気光学装置（光センサ付き電気光学装置） 1a ... Pixel region, 1c ... Thin film transistor for pixel switching, 1f ... Photo sensor element, 1h ... Semiconductor element for photo sensor, 1i ... Capacitance element for photo sensor, 2, 2a, 2d ... Semiconductor film 10 .. Element substrate, 20 .. Opposite substrate, 60 .. Backlight device (illumination device), 100 .. Electro-optical device (electro-optical device with optical sensor)

Claims

Each of the plurality of pixels has an element substrate on which a pixel switching element and a pixel electrode are formed. On the element substrate , an optical sensor element is formed outside a sealing material that partitions the plurality of pixels as an inner region. And
The optical sensor element includes a semiconductor element for an optical sensor having a thin film transistor structure including a gate electrode facing the active layer through a gate insulating film,
An electro-optical device, wherein the active layer of the semiconductor element for optical sensors is made of a microcrystalline silicon film having a crystal grain size of several nm to 100 nm.

2. The electro-optical device according to claim 1, wherein the active layer of the optical sensor semiconductor element is made of a microcrystalline silicon film having a crystal grain size of 10 nm to 50 nm.

The pixel area composed of a plurality of pixels is composed of a plurality of areas serving as a luminance adjustment unit of a backlight or a gradation correction unit of an image signal,
The electro-optical device according to claim 1, wherein a plurality of the optical sensor elements are arranged corresponding to the region.

  The semiconductor element for an optical sensor has a bottom gate structure in which the gate electrode, the gate insulating film, and the active layer are sequentially stacked from a lower layer side to an upper layer side of the element substrate,
  A source electrode part in which a contact layer, a source electrode and a protective film are sequentially laminated from the active layer toward the upper layer side; an incident part where the protective film is laminated from the active layer toward the upper layer side; A drain electrode portion in which the contact layer, the drain electrode, and the protective film are sequentially laminated from the active layer toward the upper layer side,
  4. The electro-optical device according to claim 1, wherein an upper surface of the incident portion is positioned lower than an upper surface of the source electrode portion and an upper surface of the drain electrode portion.

An electronic apparatus characterized by comprising an electric optical apparatus according to any one of claims 1 to 4.