JP6508255B2 - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Description
(電気光学装置100の具体的構成)
図1は、本発明に実施形態1に係る電気光学装置100の構成例を示す平面図である。図2は、図1に示す電気光学装置100の断面を模式的に示す説明図である。図1および図2に示す電気光学装置100は液晶装置であり、液晶パネル100pを有している。電気光学装置100では、第1基板10と第2基板20とが所定の隙間を介してシール材107によって貼り合わされており、シール材107は第2基板20の外縁に沿うように枠状に設けられている。シール材107は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等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107aが配合されている。液晶パネル100pにおいて、第1基板10と第2基板20との間のうち、シール材107によって囲まれた領域内には、電気光学層50が設けられている。シール材107には、液晶注入口として利用される途切れ部分107cが形成されており、かかる途切れ部分107cは、液晶材料の注入後、封止材108によって塞がれている。なお、液晶材料を滴下法で封入する場合は、途切れ部分107cは形成されない。第1基板10および第2基板20はいずれも四角形であり、電気光学装置100の略中央には、表示領域10aが四角形の領域として設けられている。かかる形状に対応して、シール材107も略四角形に設けられ、表示領域10aの外側は、四角枠状の外周領域10cになっている。
表示領域10aの外側の枠状領域10bにおいて、走査線駆動回路104と表示領域10aの第1辺10a1との間に位置する部分には、見切り用遮光層29aより光透過性が高い透光部29eが第1辺10a1に沿うように形成されている。かかる透光部29eは、遮光層29(見切り用遮光層29a)に形成された開口部29fからなる。なお、本形態では、走査線駆動回路104と表示領域10aの第3辺10a3との間に位置する部分にも見切り用遮光層29aより光透過性が高い透光部29eが第3辺10a3に沿うように形成されている。
図3は、図1に示す電気光学装置100の電気的構成を示すブロック図である。図3において、電気光学装置100は、VAモードの液晶パネル100pを備えており、液晶パネル100pは、その中央領域に複数の画素100aがマトリクス状に配列された表示領域10aを備えている。液晶パネル100pにおいて、図1および図2等を参照して説明した第1基板10では、表示領域10aの内側には、走査線駆動回路104に接続された複数本の走査線3a(第1信号線)、およびデータ線駆動回路101に接続された複数本のデータ線6a(第2信号線)が各々、第1方向Xおよび第2方向Yに延在しており、それらの交差部分に対応する位置に画素100aが構成されている。また、複数本のデータ線6aには、第2方向Yにおいてデータ線駆動回路101とは反対側で検査回路105が電気的に接続している。複数の画素100aの各々には、電界効果型トランジスター等からなる画素トランジスター30、および画素トランジスター30に電気的に接続された画素電極9aが形成されている。画素トランジスター30のソースにはデータ線6aが電気的に接続され、画素トランジスター30のゲートには走査線3aが電気的に接続され、画素トランジスター30のドレインには、画素電極9aが電気的に接続されている。データ線6aには画像信号が供給され、走査線3aには走査信号が供給される。
図4は、図1に示す電気光学装置100の画素100aの構成例を模式的に示す断面図である。図4に示すように、第1基板10の一方面10s側には、導電性ポリシリコン膜、金属シリサイド膜、金属膜あるいは金属化合物膜等の導電膜からなる下層側の遮光層4aが形成されている。本実施形態において、遮光層4aは、タングステンシリサイド(WSi)等の遮光膜からなる。遮光層4aの上層側には、透光性の絶縁膜11が形成されており、かかる絶縁膜11の表面側に、半導体層30aを備えた画素トランジスター30が形成されている。本実施形態において、絶縁膜11はシリコン酸化膜等からなる。
図5は、図1に示す電気光学装置100における温度検出のための電気的構成を示す説明図である。図6は、図1に示す電気光学装置100の走査線駆動回路104と表示領域10aの第1辺10a1との間の平面構成を模式的に示す説明図である。図7は、図6に示す半導体センサー8の回路図である。図8は、図6に示す半導体センサー8の平面構成を模式的に示す説明図である。図9は、図6に示す半導体センサー8の断面構成を模式的に示す説明図である。
以上説明したように、本実施形態では、走査線駆動回路104(第1回路)と表示領域10aとの間に半導体センサー8を設けたため、半導体センサー8と表示領域10aとが近い。従って、表示領域10aの温度等を適正に監視することができる。また、走査線駆動回路104と表示領域10aとの間には複数の走査線3a(第1信号線)が延在しているため、大型の半導体センサー8を設けることが困難であるが、本実施形態では、半導体センサー8(ダイオード温度センサー8a)を複数のダイオード素子8b(センサーエレメント)に分割して表示領域10aの第1辺10a1に沿って配置し、複数のダイオード素子8bを電極6e〜6kによって電気的に接続している。従って、半導体センサー8は、大型の半導体センサーと同等の高い感度を有する。
図10は、本発明の実施形態2に係る電気光学装置100に形成した半導体センサー8の平面構成を模式的に示す説明図である。本実施形態、および後述する実施形態の基本的な構成は、実施形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
図11は、本発明の実施形態3に係る電気光学装置100に形成した半導体センサー8の平面構成を模式的に示す説明図である。図11に示すように、本実施形態において、半導体センサー8(ダイオード温度センサー8a)では、3つのダイオード素子8bが直列に接続されている。また、走査線駆動回路104と表示領域10aの第1辺10a1との間において、走査線3aは、一部が第2方向Yに屈曲した後、表示領域10aに向けて直線的に延在している。本形態において、複数のダイオード素子8bは、走査線駆動回路104と表示領域10aの第1辺10aとの間で延在する複数の走査線3aの配線ピッチPaに対する2倍のピッチで設けられている。この場合でも、走査線3aは、一部が第2方向Yに屈曲しているため、ダイオード素子8bと走査線3aとは平面視で重なっていない。
図12は、本発明の実施形態4に係る電気光学装置100に形成した半導体センサー8の平面構成を模式的に示す説明図である。図12に示すように、本実施形態において、半導体センサー8(ダイオード温度センサー8a)では、6つのダイオード素子8bが並列に接続されている。走査線駆動回路104と表示領域10aの第1辺10a1との間では、走査線3aが第1方向Xに直線的に延在しており、走査線3aの各間にセンサー用半導体層30sが形成されている。このため、複数のダイオード素子8bは、走査線駆動回路104と表示領域10aの第1辺10aとの間で延在する複数の走査線3aの配線ピッチPaに対する1倍のピッチで設けられている。このため、走査線3aは、ダイオード素子8bと走査線3aとは平面視で重なっていない。ここで、第2方向Yで隣り合うダイオード素子8bでは、第1方向Xにおける高濃度P+領域、真性半導体層(I層)および高濃度N+領域の順が同一方向に並んでいる。このため、電極6e、6kは各々、ダイオード素子8bを挟んで反対側で第2方向Yに延在し、ダイオード素子8bのN+層、およびP+領域に接続している。
図13は、本発明の実施形態5に係る電気光学装置100に形成した半導体センサー8の平面構成を模式的に示す説明図である。図3に示すように、本実施形態において、半導体センサー8(ダイオード温度センサー8a)では、3つのダイオード素子8bが並列に接続されている。本実施形態において、走査線3aは、半導体センサー8が形成されている領域では、2本が一組になって配線ピッチが狭い対を形成している。但し、走査線3aは、半導体センサー8と表示領域10aの間で互いに離間する方向に屈曲し、一定の配線ピッチPaになっている。
図14は、本発明の実施形態6に係る電気光学装置100に形成した半導体センサー8の平面構成を模式的に示す説明図である。図14に示すように、本実施形態において、半導体センサー8(ダイオード温度センサー8a)では、2つのダイオード素子8bが並列に接続されている。本実施形態において、ダイオード素子8bに対して第2方向Yには、ダイオード素子8bの構成要素の一部が欠如したダミー素子8dが設けられている。このため、ダイオード素子8bが形成されている領域と、ダイオード素子8bが形成されていない領域との間に平坦化工程時における局所的な段差が発生しにくい。図14には、ダミー素子8dとして、センサー用半導体層30sのうち、I領域に相当する部分が欠如したダミー素子8d1と、センサー用半導体層30sが欠如したダミー素子8d2と、コンタクトホール12sが欠如したダミー素子8d3と、センサー用半導体層30sと電極6kとの接続部分が欠如したダミー素子8d4とが例示されている。なお、図14には図示しないが、P+領域またはN+領域の少なくとも一方に不純物注入しないことにより高抵抗体を形成し(即ち低抵抗領域の欠如、もしくは接合構造の欠如)、センサー用半導体層30sがあっても電気的導通がされない構成等も含まれる。
図15は、本発明の実施形態7に係る電気光学装置100に形成した半導体センサー8の回路図である。図16は、図15に示す半導体センサー8の平面構成を模式的に示す説明図である。図15および図16に示すように、本実施形態において、半導体センサー8(ダイオード温度センサー8a)では、6つのダイオード素子8bが直列された組8cが2つ並列に接続されている。このように構成した半導体センサー8は、ダイオード素子8bが直列された組8cを第2方向Yに配置し、さらに、第2方向Yの両側にダミー素子8dが配置されている。ダミー素子8dとしては、例えば、図14に示すように、センサー用半導体層30sと電極6kとの接続部分が欠如したダミー素子8d4等を用いることができる。かかる態様によれば、電極6e、6kを形成する際のパターンによって、ダイオード素子8bおよびダミー素子8dの数を自由に設定することができる。
図17は、本発明の実施形態8に係る電気光学装置100に形成した半導体センサー8の平面構成を模式的に示す説明図である。図17に示すように、本実施形態において、半導体センサー8(ダイオード温度センサー8a)では、6つのダイオード素子8bが直列に接続されている。また、走査線駆動回路104と表示領域10aの第1辺10a1との間では、走査線3aが第1方向Xに直線的に延在している。ここで、センサー用半導体層30sは、第1方向Xに対して交差する方向に延在している。このため、走査線3aの一部がダイオード素子8bと平面視で重なっている。
図18は、本発明の実施形態9に係る電気光学装置100に形成した半導体センサー8の平面構成を模式的に示す説明図である。図18に示すように、本実施形態において、半導体センサー8(ダイオード温度センサー8a)では、6つのダイオード素子8bが直列に接続されている。また、センサー用半導体層30sは、第1方向Xに延在しているが、走査線3aは、第1方向Xに交差する方向に延在している。このため、走査線3aの一部はダイオード素子8bと平面視で重なっている。
図19は、本発明の実施形態10に係る電気光学装置100における温度検出のための電気的構成を示す説明図である。図20は、図19に示す半導体センサー8の回路図である。図19に示すように、本実施形態では、表示領域10aの第2辺10a2と検査回路105との間に半導体センサー8が第2辺10a2に沿うように形成されており、半導体センサー8から延在する配線は、端子102a3、102c3に接続している。
図21は、本発明の実施形態11に係る電気光学装置100に形成した半導体センサー8の断面構成を模式的に示す説明図である。図21に示すように、第1基板10には、電気光学層50と半導体センサー8(ダイオード温度センサー8a)との間には複数の層間絶縁膜12、13、14が介在するが、層間絶縁膜13、14の層間には、シリコン酸化膜からなる層間絶縁膜12、13、14より熱伝導率が高い熱伝達層7sが設けられている。熱伝達層7sは、図4に示す中継電極7aと同層の遮光性の金属膜である。従って、電気光学層50の熱が半導体センサー8に伝わりやすい。従って、半導体センサー8によって、表示領域10aの電気光学層50の温度を適正に監視することができる。しかも、熱伝達層7sは遮光性であるため、透光部29eから光が漏れにくい。
上記実施形態では、半導体センサー8がダイオード温度センサー8aによって構成されていたが、半導体センサー8が、照度等の他の物理量を検出する場合に本発明を適用してもよい。例えば、[実施形態4]の図12に示す例を適用して大面積の半導体センサー8を形成し、透光部29eを設けることによって効率よく環境光を照射せしめることが可能である。ノーマリブラックモードの直視型液晶表示装置であればバックライトは比較的低輝度であるので、ダミー画素電極9bをコモン電位に接続することによって透光部29eについて違和感を感じさせない程度に黒表示とすることができる。上記実施形態では、透光部29eが遮光層29(見切り用遮光層29a)の開口部によって構成されていたが、透光部29eは遮光層29より光透過性が高ければよいので、遮光層29に形成された切り欠き、遮光層29の途切れ部分、または遮光層29が部分的に薄くなっている部分によって透光部29eを形成してもよい。また、各辺10a1、10a2、10a3、10a4における半導体センサーの配置場所、ダミーの配置場所は自由に組み合わせ可能なのは言うまでもない。例えば、辺10a1に半導体センサーを全辺に渡って配置し、対向する辺10a3の全辺に渡ってダミーを配置するような様々な変形が可能である。
上述した実施形態に係る電気光学装置100を用いた電子機器について説明する。ここでは、本発明に係る電子機器として、投射型表示装置(液晶プロジェクター)を例に説明する。図22は、本発明を適用した電気光学装置100を用いた投射型表示装置(電子機器)の説明図である。図22に示す投射型表示装置2100においては、上述した透過型の電気光学装置100がライトバルブとして用いられている。投射型表示装置2100には、ハロゲンランプ等の白色光源を有するランプユニット2102(光源部)が設けられている。ランプユニット2102から出射された投射光は、内部に配置された3枚のミラー2106および2枚のダイクロイックミラー2108によってR(赤)色、G(緑)色、B(青)色の3原色に分離される。分離された投射光は、各原色に対応するライトバルブ100R、100Gおよび100Bに各々導かれる。なお、B色の光は、他のR色やG色と比較すると光路が長いので、その損失を防ぐために、入射レンズ2122、リレーレンズ2123および出射レンズ2124を有するリレーレンズ系2121を介して導かれる。
なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するLED光源等を用い、かかるLED光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。
本発明を適用した電気光学装置100を備えた電子機器は、上記実施形態の投射型表示装置2100に限定されない。例えば、投射型のHUD(ヘッドアップディスプレイ)や直視型のHMD(ヘッドマウントディスプレイ)、パーソナルコンピューター、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ等の電子機器に用いてもよい。
Claims (10)
- 第1基板の一方面側に、
表示領域内で第1方向に延在する複数の第1信号線と、
前記表示領域内で前記第1方向と交差する第2方向に延在する複数の第2信号線と、
前記第1信号線と前記第2信号線との交差に対応して設けられた画素電極と、
第1組の半導体センサーと、
を有し、
前記第1組の半導体センサーは、前記表示領域の少なくとも1辺に沿って配置された第1のセンサーエレメントと、第2のセンサーエレメントと、前記第1のセンサーエレメントと前記第2のセンサーエレメントとを電気的に接続する電極と、
を有し、
前記第1のセンサーエレメントと前記第2のセンサーエレメントは、前記電極によって直列に接続されたダイオード素子であることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1に記載の電気光学装置において、
前記複数のセンサーエレメントは、前記第1信号線の配線ピッチ、前記第2信号線の配線ピッチ、および前記画素電極のピッチの何れかのピッチに対するn倍(nは1以上の整数)の間隔で設けられていることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1または2に記載の電気光学装置において、
前記表示領域の少なくとも1辺には、前記複数のセンサーエレメントの構成要素の一部が欠如したダミー素子が設けられていることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から3までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記半導体センサーは、ダイオード温度センサーであって、
前記複数のセンサーエレメントは各々、前記電極によって接続されたダイオード素子であることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項4に記載の電気光学装置において、
前記半導体センサーは、少なくとも前記表示領域の前記第1方向の一方側に位置する辺に沿って配置され、
前記第1信号線は、前記ダイオード素子と平面視で重なっていないことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項4に記載の電気光学装置において、
前記半導体センサーは、少なくとも前記表示領域の前記第1方向の一方側に位置する辺に沿って配置され、
前記第1信号線の一部は、前記ダイオード素子と平面視で重なっており、
前記第1基板には、前記ダイオード素子を構成する半導体層と同層のセンサー用半導体層を備えたトランジスターが形成されており、
前記第1信号線の前記一部は、前記トランジスターでゲート絶縁層上に配置されたゲート電極を構成する導電層以外の導電層によって構成されていることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から6までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第1基板の前記一方面と対向する第2基板と、前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた電気光学層と、を有し、
前記半導体センサーに対して前記第2基板の側には、前記表示領域を囲むように形成された遮光層と、前記半導体センサーに平面視で重なる透光部と、が設けられていることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から7までの何れか一項に記載の電気光学装置において、
前記第1信号線は、走査線であり、
前記第2信号線は、データ線であることを特徴とする電気光学装置。 - 請求項1から8までの何れか一項に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器
- 請求項1に記載の電気光学装置において、
前記第1組の半導体センサーとは異なる第2組の半導体センサーを有し、
前記第2組の半導体センサーは、前記第1組の半導体センサーに沿って配置された、第3のセンサーエレメントと、第4のセンサーエレメントと、前記第3のセンサーエレメントと前記第4のセンサーエレメントとを直列に電気的接続する第2の電極と、
を有し、
前記第1組の半導体センサーと前記第2組の半導体センサーは、並列に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
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