KR101739240B1 - Liquid crystal display device - Google Patents

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KR101739240B1
KR101739240B1 KR1020167000242A KR20167000242A KR101739240B1 KR 101739240 B1 KR101739240 B1 KR 101739240B1 KR 1020167000242 A KR1020167000242 A KR 1020167000242A KR 20167000242 A KR20167000242 A KR 20167000242A KR 101739240 B1 KR101739240 B1 KR 101739240B1
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유키히로 기무라
겐조 후쿠요시
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도판 인사츠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 액정 표시 장치는, 복수의 화소 개구부를 갖는 블랙 매트릭스(2)가 설치된 대향 기판(100)과, 광 센서(S1)와 능동 소자와 금속 배선을 배치하여 이루어지는 어레이 기판(300)을 갖고, 양쪽 기판(100, 300) 사이에 액정층을 끼움 지지해서 이루어지는 액정 셀을 구비하고, 상기 블랙 매트릭스(2)는, 광의 파장 680㎚ 이상 800㎚ 이하의 검출 파장 영역에 있어서 투과율이 50% 이상으로 되고, 이것보다 장파장측에서 더욱 높은 투과율로 되는 투과 특성을 갖는다. 상기 광 센서(S1)는, 상기 검출 파장 영역을 포함하는 감도 영역을 갖고, 상기 능동 소자보다 상기 액정층에 가까운 위치이며, 평면에서 보았을 때 상기 블랙 매트릭스(2)와 겹치게 형성되어 있다. 상기 금속 배선은, 적어도 그 표층이 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고, 평면에서 보았을 때, 상기 광 센서(S1)와 겹치는 영역을 매립하도록 형성되어 있다.The liquid crystal display device of the present invention includes an opposing substrate 100 provided with a black matrix 2 having a plurality of pixel openings and an array substrate 300 formed by arranging an optical sensor S1 and an active element and a metal interconnection And a liquid crystal cell sandwiched between both substrates 100 and 300. The black matrix 2 has a transmittance of 50% or more in a detection wavelength range of light wavelengths of 680 nm to 800 nm , And has a transmission characteristic that the transmittance becomes higher at the longer wavelength side than this. The optical sensor S1 has a sensitivity region including the detection wavelength region and is located closer to the liquid crystal layer than the active element and overlaps with the black matrix 2 when viewed from a plane. The metal wiring is formed such that at least the surface layer thereof is made of copper or a copper alloy, and the region overlapping with the photosensor S1 when viewed in plan view is embedded.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}[0001] LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE [0002]

본 발명은 광 센서를 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 광 센서의 적외 영역의 감도를 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a liquid crystal display device having an optical sensor, and more particularly to a liquid crystal display device capable of improving the sensitivity of an infrared region of an optical sensor.

본원은, 2013년 7월 5일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2013-142043호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-142043 filed on July 5, 2013, the contents of which are incorporated herein by reference.

액정 표시 장치의 표시 화면으로부터 선택 정보 등을 직접 입력하는 수단으로서, 최근 들어, 터치 패널을 사용한 정전 용량 방식이 널리 보급되고 있다. 터치 패널은, 액정 표시 장치 등의 표시 화면에 부착해서 사용하는 구성이 일반적이다.2. Description of the Related Art As a means for directly inputting selection information and the like directly from a display screen of a liquid crystal display device, recently, a capacitance type using a touch panel has become widespread. The touch panel is generally used by being attached to a display screen of a liquid crystal display device or the like.

그러나, 터치 패널은, 표시 화면으로부터 이격된 관찰자는 조작하기 어렵다는 과제가 있었다. 또한, 터치 패널의 두께와 무게가 표시 장치에 가해지기 때문에, 휴대 전화나 태블릿 등 소형 기기에서는, 터치 패널은, 박형화, 경량화를 방해하고 있었다.However, the touch panel has a problem that an observer who is separated from the display screen is difficult to operate. In addition, since the thickness and weight of the touch panel are applied to the display device, the touch panel has been hampering the reduction in thickness and weight in a small device such as a cellular phone or a tablet.

이로 인해, 표시 화면으로부터 이격된 위치에 있는 관찰자도 조작이 가능하도록, 액정 표시 장치의 내부에 광 센서를 설치하고, 광 센서에 의한 센싱이 검토되고 있다. 또한, 광 센서를 설치한 액정 표시 장치에서는, 촬상, 컬러 복사, 광통신 등의 분야에 있어서, 정확한 색 분리를 실현하는 것이 요망되고 있다.For this reason, an optical sensor is provided inside the liquid crystal display so that an observer at a position apart from the display screen can be operated, and the sensing by the optical sensor has been studied. Further, in a liquid crystal display device provided with an optical sensor, it is desired to realize accurate color separation in the field of image pickup, color copying, optical communication, and the like.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 검출용 필터를 갖는 컬러 필터 기판과 광전 센서를 사용하고, 또한 제1 파장인 가시광 및 제2 파장인 비가시광을 사용해서 화면으로부터 입력을 행하는 입력 기술이 개시되어 있다. 구체적으로는, 비가시광인 적외광을 투과시키는 적외선 필터를 별도로 설치함으로써 공정이 증가한다는 과제를 해결하기 위해서, 컬러 필터의 색을 겹침으로써 이와 같은 과제를 해결하는 기술이 기재되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses an input technique in which a color filter substrate having a detection filter and a photoelectric sensor are used, and input is performed from a screen using visible light of a first wavelength and nonvisible light of a second wavelength have. Specifically, in order to solve the problem that the process is increased by separately providing an infrared filter for transmitting infrared light which is invisible light, a technique for solving such a problem is disclosed by overlapping the colors of the color filters.

그러나, 특허문헌 1에 기재된 컬러 필터의 색을 겹친 구조에 있어서는, 액정 배향에 부적절한 단차가 발생해 버릴 우려가 있었다. 또한, 컬러 필터의 색을 겹친 구조에서는, 검출용 필터(적외선 필터)의 투과 영역이 800㎚ 이후로 되고, 이 구조는, 적색, 녹색, 청색의 색 분리에는 적합하지 않다. 구체적으로는, 680㎚ 부근 내지 800㎚ 부근의 파장 영역의 광을 잘 분리할 수 없다는 과제가 있다.However, in the structure in which the colors of the color filters described in Patent Document 1 are superimposed on each other, there is a possibility that an improper step is generated in the liquid crystal alignment. Further, in the structure in which the colors of the color filters are superimposed, the transmission area of the detection filter (infrared filter) becomes 800 nm or later, and this structure is not suitable for color separation of red, green, and blue. Specifically, there is a problem that light in a wavelength region near 680 nm to about 800 nm can not be well separated.

또한, 예를 들어 특허문헌 2에는, 트랜지스터를 포토다이오드에 겹치는 위치에 설치하는 기술이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2에 기재된 기술은, 표시 장치를 저렴하게 제작, 또는, 소형 경량화하기 위한 기술이며, 광 센서인 포토다이오드의 감도 향상 기술에 대해서는 전혀 개시되어 있지 않고, 트랜지스터나 포토다이오드에 관계되는 배선 기술이나 산화물 반도체 기술도 개시되어 있지 않다.Further, for example, Patent Document 2 discloses a technique of providing a transistor at a position overlapping a photodiode. However, the technique described in Patent Document 2 is a technique for making a display device inexpensive or making it small and lightweight, and no technology for improving the sensitivity of a photodiode which is an optical sensor has been disclosed at all, and a technique relating to a transistor or a photodiode No wiring technology or oxide semiconductor technology is disclosed.

또한, 예를 들어 특허문헌 3에는, 박막 트랜지스터를 구비하는 액티브 매트릭스형 표시 기판에 관한 기술이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 3에서는, 광 센서의 감도 향상 기술이나 산화물 반도체 기술은, 모두 개시되어 있지 않다. 또한, 특허문헌 3에서는, 구리 또는 구리를 포함하는 합금에, 산화제를 포함하는 알칼리 수용액을 사용한 웨트 에칭을 행하는 것이 기재되어 있다.Further, for example, Patent Document 3 discloses a technology relating to an active matrix type display substrate including a thin film transistor. However, in Patent Document 3, neither a technique for improving the sensitivity of the optical sensor nor an oxide semiconductor technology is disclosed. Further, in Patent Document 3, wet etching is performed using an alkali aqueous solution containing an oxidizing agent to an alloy containing copper or copper.

그러나, 특허문헌 3에 개시되어 있는 바와 같이, 전계효과 트랜지스터(TFT, Thin-Film Transistor)를 구성하는 아몰퍼스 실리콘에 대미지를 끼치지 않도록 웨트 에칭을 행하는 것은 곤란하다. 또한, 구리 또는 구리를 포함하는 합금에 대하여 드라이 에칭을 행하는 경우, 구리 이온에 의한 오염이 현저하여, 아몰퍼스 실리콘에 대미지를 끼치지 않도록 드라이 에칭을 행하는 것은 한층 곤란하다. 또한, 아몰퍼스 실리콘의 채널층 형성 시의 드라이 에칭에 있어서도, 채널부가 오염될 우려가 있어, 아몰퍼스 실리콘 반도체의 TFT 프로세스에 있어서의 구리 배선 기술에는 실용화되고 있지 못하다.However, as disclosed in Patent Document 3, it is difficult to perform wet etching so as not to damage the amorphous silicon constituting the field effect transistor (TFT). In addition, when dry etching is performed on an alloy containing copper or copper, contamination by copper ions is remarkable, and it is more difficult to perform dry etching so as not to damage the amorphous silicon. Further, in the dry etching at the time of formation of the channel layer of the amorphous silicon, there is a possibility that the channel portion may be contaminated, so that it has not been put into practical use in the copper wiring technology in the amorphous silicon semiconductor TFT process.

일본 특허 공개 2009-129397호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-129397 일본 특허 공개 2013-008991호 공보Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-008991 일본 특허 공개 평 10-307303호 공보Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 10-307303

본 발명은 이러한 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 광 센싱을 사용하면서, 감도가 우수한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and it is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device having excellent sensitivity while using optical sensing.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 몇 가지의 형태는, 다음과 같은 액정 표시 장치를 제공하였다.In order to solve the above problems, some aspects of the present invention provide a liquid crystal display device as described below.

본 발명의 제1 형태의 액정 표시 장치는, 제1 투명 기판을 갖고, 상기 제1 투명 기판 상에, 적어도 복수의 화소 개구부를 갖는 블랙 매트릭스와 투명 수지층을 이 순서로 적층하여 이루어지는 대향 기판과, 제2 투명 기판을 갖고, 상기 제2 투명 기판 상에, 적어도 광 센서와, 산화물 반도체를 채널층으로서 구비하는 복수의 능동 소자와, 금속 배선과, 더미 패턴을 배치하여 이루어지는 어레이 기판을 갖고, 상기 대향 기판과 상기 어레이 기판을, 액정층을 개재하여 마주보도록 접합해서 이루어지는 액정 셀을 구비하고, 상기 블랙 매트릭스는, 광의 파장 680㎚ 이상 800㎚ 이하의 검출 파장 영역에 있어서 투과율이 50% 이상으로 되고, 상기 투과율이 50% 이상으로 되는 파장보다 장파장측에서 더욱 높은 투과율로 되는 투과 특성을 갖는다. 상기 센서는, 상기 검출 파장 영역을 포함하는 감도 영역을 갖고, 상기 능동 소자보다 상기 액정층에 가까운 위치이며, 상기 대향 기판으로부터 평면에서 보았을 때 상기 블랙 매트릭스와 겹치게 형성되어 있다. 적어도 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴의 표층은, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고, 상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때, 상기 광 센서와 겹치는 영역을 매립하도록 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴이 형성되어 있다.A liquid crystal display device according to a first aspect of the present invention is a liquid crystal display device having a first transparent substrate, an opposing substrate formed by stacking a black matrix and a transparent resin layer having at least a plurality of pixel openings on the first transparent substrate in this order, And an array substrate formed by arranging at least a photosensor, a plurality of active elements including an oxide semiconductor as a channel layer, a metal wiring, and a dummy pattern on the second transparent substrate, And a liquid crystal cell formed by joining the counter substrate and the array substrate so as to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween, wherein the black matrix has a transmittance of 50% or more in a detection wavelength range of light wavelengths of 680 nm to 800 nm And has a transmission characteristic that a transmittance becomes higher at a longer wavelength side than a wavelength at which the transmittance becomes 50% or more. The sensor has a sensitivity region including the detection wavelength region and is formed closer to the liquid crystal layer than the active element and overlaps with the black matrix when viewed from a plane from the counter substrate. At least the surface of the metal wiring and the dummy pattern is made of copper or a copper alloy and the metal wiring and the dummy pattern are formed so as to embed a region overlapping with the optical sensor when viewed from a plane from the counter substrate.

본 발명의 제2 형태의 액정 표시 장치는, 제1 투명 기판을 갖고, 상기 제1 투명 기판 상에, 적어도 복수의 화소 개구부를 갖고, 가시광 영역과 적외 영역의 광을 차광하는 차광층과, 상기 복수의 화소 개구부에 적색층, 녹색층, 청색층의 착색 화소를 각각 구비하여 이루어지는 컬러 필터와, 블랙 매트릭스와, 투명 수지층을 이 순서로 적층하여 이루어지는 대향 기판과, 제2 투명 기판을 갖고, 상기 제2 투명 기판 상에, 적어도 광 센서와, 산화물 반도체를 채널층으로서 구비하는 복수의 능동 소자와, 금속 배선과, 더미 패턴을 배치하여 이루어지는 어레이 기판을 갖고, 상기 대향 기판과 상기 어레이 기판을, 액정층을 개재하여 마주보도록 접합해서 이루어지는 액정 셀을 구비하고, 상기 블랙 매트릭스는, 광의 파장 680㎚ 이상 800㎚ 이하의 검출 파장 영역에 있어서 투과율이 50% 이상으로 되고, 상기 투과율이 50% 이상으로 되는 파장보다 장파장측에서 더욱 높은 투과율로 되는 투과 특성을 가짐과 함께, 상기 적색층, 상기 녹색층, 상기 청색층 중 어느 하나와 중첩되는 중첩부를 갖는다. 상기 센서는, 상기 검출 파장 영역을 포함하는 감도 영역을 갖고, 상기 능동 소자보다 상기 액정층에 가까운 위치이며, 상기 대향 기판으로부터 평면에서 보았을 때 상기 블랙 매트릭스와 겹치게 형성되어 있다. 적어도 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴의 표층은, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고, 상기 대향 기판으로부터 평면에서 보았을 때, 상기 광 센서와 겹치는 영역을 매립하도록 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴이 형성되어 있다.A liquid crystal display device according to a second aspect of the present invention is a liquid crystal display device having a first transparent substrate, a light shielding layer having at least a plurality of pixel openings on the first transparent substrate and shielding light in a visible region and an infrared region, A counter substrate which is formed by stacking a color filter, a black matrix, and a transparent resin layer in this order on a plurality of pixel apertures, each of which is provided with red, green and blue coloring pixels, and a second transparent substrate, And an array substrate on which at least an optical sensor, a plurality of active elements each including an oxide semiconductor as a channel layer, a metal wiring, and a dummy pattern are disposed on the second transparent substrate, and the counter substrate and the array substrate And a liquid crystal cell formed by joining the liquid crystal layer and the liquid crystal cell so as to face each other with the liquid crystal layer interposed therebetween, wherein the black matrix has a wavelength range of from 680 nm to 800 nm And has a transmittance of 50% or more and a transmittance higher than that of the wavelength at which the transmittance becomes 50% or more at a longer wavelength side, and overlaps with any one of the red layer, the green layer, and the blue layer . The sensor has a sensitivity region including the detection wavelength region and is formed closer to the liquid crystal layer than the active element and overlaps with the black matrix when viewed from a plane from the counter substrate. Wherein at least the surface of the metal wiring and the dummy pattern is made of copper or a copper alloy and the metal wiring and the dummy pattern are formed so as to fill a region overlapping with the optical sensor when viewed from a plane from the counter substrate.

본 발명의 제3 형태의 액정 표시 장치는, 제1 투명 기판을 갖고, 상기 제1 투명 기판 상에, 적어도 복수의 화소 개구부를 갖는 블랙 매트릭스와, 상기 복수의 화소 개구부에 적색층, 녹색층, 청색층의 착색 화소를 각각 구비하여 이루어지는 컬러 필터와, 투명 수지층을 이 순서로 적층하여 이루어지는 대향 기판과, 제2 투명 기판을 갖고, 상기 제2 투명 기판 상에, 적어도 광 센서와, 산화물 반도체를 채널층으로서 구비하는 복수의 능동 소자와, 금속 배선과, 더미 패턴을 배치하여 이루어지는 어레이 기판을 갖고, 상기 대향 기판과 상기 어레이 기판을, 액정층을 개재하여 마주보도록 접합해서 이루어지는 액정 셀을 구비하고, 상기 블랙 매트릭스는, 광의 파장 680㎚ 이상 800㎚ 이하의 검출 파장 영역에 있어서 투과율이 50% 이상으로 되고, 상기 투과율이 50% 이상으로 되는 파장보다 장파장측에서 더욱 높은 투과율로 되는 투과 특성을 가짐과 함께, 상기 적색층, 상기 녹색층, 상기 청색층 중 어느 하나와 중첩되는 중첩부를 갖는다. 상기 센서는, 상기 검출 파장 영역을 포함하는 감도 영역을 갖고, 상기 능동 소자보다 상기 액정층에 가까운 위치이며, 상기 대향 기판으로부터 평면에서 보았을 때 상기 블랙 매트릭스와 겹치게 형성되어 있다. 적어도 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴의 표층은, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고, 상기 대향 기판으로부터 평면에서 보았을 때, 상기 광 센서와 겹치는 영역을 매립하도록 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴이 형성되어 있다.A liquid crystal display device according to a third aspect of the present invention is a liquid crystal display device comprising a black matrix having a first transparent substrate and having at least a plurality of pixel openings on the first transparent substrate, 1. A color filter comprising: a color filter having a blue color layer and a blue color layer; a counter substrate having a transparent resin layer laminated in this order; and a second transparent substrate, A liquid crystal cell comprising a plurality of active elements each provided with a plurality of active elements as a channel layer, a metal wiring, and an array substrate in which dummy patterns are arranged, and the counter substrate and the array substrate are bonded to each other with the liquid crystal layer interposed therebetween And the black matrix has a transmittance of 50% or more in a detection wavelength region of light having a wavelength of 680 nm or more and 800 nm or less, and the transmittance is 50% or more, The green layer, and the blue layer, and has an overlapping portion overlapping any one of the red layer, the green layer, and the blue layer. The sensor has a sensitivity region including the detection wavelength region and is formed closer to the liquid crystal layer than the active element and overlaps with the black matrix when viewed from a plane from the counter substrate. Wherein at least the surface of the metal wiring and the dummy pattern is made of copper or a copper alloy and the metal wiring and the dummy pattern are formed so as to fill a region overlapping with the optical sensor when viewed from a plane from the counter substrate.

본 발명의 상기 형태의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 블랙 매트릭스는, 주된 색재로서 복수의 유기 안료를 포함하는 것이 바람직하다.In the above-described liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the black matrix includes a plurality of organic pigments as a main coloring material.

본 발명의 상기 형태의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 산화물 반도체는, 갈륨, 인듐, 아연, 하프늄, 주석, 이트륨, 티타늄, 게르마늄, 실리콘으로부터 2종 이상 선택되는 복합 금속 산화물인 것이 바람직하다.In the liquid crystal display device of the above aspect of the present invention, the oxide semiconductor is preferably a composite metal oxide selected from two or more of gallium, indium, zinc, hafnium, tin, yttrium, titanium, germanium and silicon.

본 발명의 상기 형태의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 컬러 필터는, 상기 적색층과 상기 블랙 매트릭스가 중첩되는 위치, 상기 녹색층과 상기 블랙 매트릭스가 중첩되는 위치, 상기 청색층과 상기 블랙 매트릭스가 중첩되는 위치 각각에, 상기 중첩부를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 상기 광 센서가, 평면에서 보아, 상기 적색층, 상기 녹색층, 상기 청색층의 각각의 착색 화소의 하부와, 상기 중첩부의 하부에 구비되는 것이 바람직하다.In the liquid crystal display device of the above aspect of the invention, it is preferable that the color filter include a position where the red layer and the black matrix overlap, a position where the green layer overlaps the black matrix, a position where the blue layer and the black matrix overlap It is preferable to have the overlapped portion at each of the positions where the above-mentioned overlapped portions are formed. It is preferable that the optical sensor is provided in a lower portion of each coloring pixel of the red layer, the green layer, and the blue layer and a lower portion of the overlapping portion in plan view.

본 발명의 상기 형태의 액정 표시 장치는, 상기 액정 셀의 상기 대향 기판과는 반대측에 설치되고, 적어도 680㎚보다도 긴 파장 영역의 광을 발광하는 백라이트 유닛을 더 구비하는 것이 바람직하다.It is preferable that the liquid crystal display device of the above aspect of the present invention further comprises a backlight unit provided on the side opposite to the counter substrate of the liquid crystal cell and emitting light in a wavelength range longer than at least 680 nm.

본 발명의 상기 형태의 액정 표시 장치는, 상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때 상기 화소 개구부와 겹치게 형성되고, 적어도 가시광 영역에 감도 영역을 갖는 광 센서를 더 구비하는 것이 바람직하다.It is preferable that the liquid crystal display device of the above-described form of the present invention further comprises an optical sensor which is formed to overlap with the pixel opening when viewed in plan from the counter substrate and has a sensitivity region in at least a visible light region.

본 발명의 액정 표시 장치에 의하면, 광 센싱을 사용하면서, 감도가 우수한 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능해진다.According to the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to provide a liquid crystal display device having excellent sensitivity while using optical sensing.

도 1은 파장에 따른 금속의 반사 특성을 나타내는 그래프.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 나타내는 요부를 확대한 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 복수의 화소 개구부를 도시하는 부분 평면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 도시하는 모식 단면도.
도 5는 블랙 매트릭스의 파장 선택 투과 특성을 나타내는 그래프.
도 6은 도 1의 A-A’선을 따른 단면도.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치의 복수의 화소 개구부를 도시하는 부분 평면도.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 도시하는 모식 단면도.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 요부를 확대한 단면도.
도 10은 녹색층의 투과 특성과, 녹색층과 블랙 매트릭스의 투과 특성을 겹친 투과 특성을 나타내는 그래프.
도 11은 적색층의 투과 특성과, 적색층과 블랙 매트릭스의 투과 특성을 겹친 투과 특성을 나타내는 그래프.
도 12는 청색층의 투과 특성과, 청색층과 블랙 매트릭스의 투과 특성을 겹친 투과 특성을 나타내는 그래프.
도 13은 제3 실시 형태의 액정 표시 장치를 도시하는 부분 단면도.
1 is a graph showing the reflection characteristics of a metal according to wavelengths.
Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a principal portion of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention; Fig.
3 is a partial plan view showing a plurality of pixel openings of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
4 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
5 is a graph showing wavelength selective transmittance characteristics of a black matrix.
6 is a sectional view taken along line A-A 'in Fig.
7 is a partial plan view showing a plurality of pixel openings of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention;
8 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
Fig. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a principal portion of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention; Fig.
10 is a graph showing the transmission characteristics of the green layer and the transmission characteristics of the green layer and the black matrix overlapping each other.
11 is a graph showing transmission characteristics in which the transmission characteristics of the red layer and the transmission characteristics of the red layer and the black matrix are overlapped.
12 is a graph showing the transmission characteristics of the blue layer and the transmission characteristics of the blue layer and the black matrix overlapping each other.
13 is a partial cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a third embodiment.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 실시 형태에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 기재하는 실시 형태는, 발명의 취지를 보다 잘 이해시키기 위해서 구체적으로 설명하는 것이며, 특별히 지정이 없는 한, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에서 사용하는 도면은, 본 발명의 특징을 이해하기 쉽게 하기 위해서, 편의상, 주요부가 되는 부분을 확대해서 나타내고 있는 경우가 있어, 각 구성 요소의 치수 비율 등이 실제와 동일하다고는 할 수 없다.Hereinafter, an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the embodiments described below are intended to specifically illustrate the invention in order to better understand the spirit of the invention, and are not intended to limit the invention unless otherwise specified. It is to be noted that the drawings used in the following description are enlarged views of major parts for convenience of understanding the features of the present invention and it is to be noted that the dimensional ratios etc. of the respective components are the same as actual Can not.

각 실시 형태에 있어서는, 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 기능 및 구성 요소에 대해서는, 동일 부호를 붙이고, 설명을 생략하거나 또는 필요한 경우만 설명을 행한다. 또한, 각 실시 형태에 있어서는, 특징적인 부분에 대해서만 설명하고, 공지된 액정 표시 장치의 구성 요소와 차이가 없는 부분에 대해서는 설명을 생략한다.In each embodiment, the same or substantially the same functions and components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted, or explanation is made only when necessary. In each of the embodiments, only the characteristic portions will be described, and a description of the portions which are not different from the constituent elements of the known liquid crystal display device will be omitted.

각 실시 형태에 있어서는, 액정 표시 장치의 표시 단위를, 화소로서 설명한다. 화소는, 블랙 매트릭스에 의해 구획된, 적어도 2개의 평행한 변을 갖는 다각형의 최소 표시 단위이다. 각 실시 형태에 있어서는, 화소는, 블랙 매트릭스의 개구부 또는 차광층의 개구부와 거의 동의이다. 각 실시 형태에 있어서는, 여러 가지 액정 구동 방식을 적용할 수 있다.In each embodiment, the display unit of the liquid crystal display device will be described as a pixel. A pixel is a minimum display unit of a polygon having at least two parallel sides partitioned by a black matrix. In each of the embodiments, the pixel substantially agrees with the opening of the black matrix or the opening of the light-shielding layer. In each embodiment, various liquid crystal driving methods can be applied.

예를 들어, IPS 방식(In Plane Switching, 수평 배향의 액정 분자를 사용한 횡전계 방식), VA 방식(Vertically Alig㎚ent: 수직 배향의 액정 분자를 사용한 종전계 방식), HAN(Hybrid-aligned Nematic), TN(Twisted Nematic), OCB(Optically Compensated Bend), CPA(Continuous Pinwheel Alig㎚ent), ECB(Electrically Controlled Birefringence), TBA(Transverse Bent Alig㎚ent)와 같은, 액정 배향 방식 또는 액정 구동 방식을 사용할 수 있다. 액정층은, 정의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함하거나, 또는, 부의 유전율 이방성을 갖는 액정 분자를 포함하고 있으면 된다.For example, it is possible to use an IPS system (in-plane switching system), a VA system (vertically aligned system using vertically aligned liquid crystal molecules), a hybrid-aligned nematic system (HAN) , Liquid crystal alignment method or liquid crystal driving method such as TN (Twisted Nematic), OCB (Optically Compensated Bend), CPA (Continuous Pinwheel Aligmentent), ECB (Electrically Controlled Birefringence) and TBA . The liquid crystal layer may contain a liquid crystal molecule having a positive dielectric constant anisotropy or a liquid crystal molecule having a negative dielectric anisotropy.

액정 구동 전압 인가 시의 액정 분자의 회전 방향(동작 방향)은, 기판 표면과 평행해지는 방향이어도 되고, 기판의 평면에 대해 수직으로 서는 방향이어도 된다. 액정 분자에 인가되는 액정 구동 전압의 방향은, 수평 방향이어도 되고, 2차원 또는 3차원적으로 경사 방향이어도 되고, 수직 방향이어도 된다.The rotational direction (operating direction) of the liquid crystal molecules upon application of the liquid crystal driving voltage may be parallel to the substrate surface or may be perpendicular to the plane of the substrate. The direction of the liquid crystal driving voltage applied to the liquid crystal molecules may be a horizontal direction, a two-dimensional or three-dimensional direction, an oblique direction, or a vertical direction.

각 실시 형태의 광 센서에 적용할 수 있는 반도체로서, 가시 영역(예를 들어, 광의 파장 400㎚ 내지 700㎚)으로부터 적외 영역에 감도를 갖는 아몰퍼스 실리콘 반도체, 근자외 영역이나 청색의 파장 영역에 주된 감도를 갖는 다결정 실리콘 반도체, 미결정 실리콘 반도체, 실리콘 게르마늄(SiGe) 반도체, IGZO(등록 상표)나 ITZO(등록 상표)로 대표되는 산화물 반도체 등을 들 수 있다.As the semiconductors applicable to the optical sensors of the respective embodiments, an amorphous silicon semiconductor which has sensitivity from a visible region (for example, a wavelength of light 400 nm to 700 nm) to an infrared region, an amorphous silicon semiconductor which has a dominant A polycrystalline silicon semiconductor having sensitivity, a microcrystalline silicon semiconductor, a silicon germanium (SiGe) semiconductor, an oxide semiconductor typified by IGZO (registered trademark), and ITZO (registered trademark).

이들 반도체를 사용하는 경우, 그 밴드 갭을 조정하여, 목적으로 하는 파장 영역에 광 센서의 감도 영역을 부여시키는 것이 바람직하다. SiGe 반도체에서는, Ge의 첨가 비율로 밴드 갭을 연속적으로 바꿀 수 있고, 그 수광 소자의 수광 파장을 조정할 수 있고, 적외 영역에서의 감도를 부여할 수 있다. Ge의 농도 구배를 갖게 한 SiGe 반도체로 할 수도 있다. 예를 들어, GaAs, InGaAs, PbS, PbSe, SiGe, SiGeC 등의 반도체 화합물을 사용함으로써, 적외광의 검출에 적합한 광 센서를 형성할 수 있다.When these semiconductors are used, it is preferable to adjust the bandgap so as to give the sensitivity region of the photosensor to the intended wavelength region. In the SiGe semiconductor, the band gap can be changed continuously by the addition ratio of Ge, the light receiving wavelength of the light receiving element can be adjusted, and sensitivity in the infrared region can be given. And a SiGe semiconductor having a concentration gradient of Ge. For example, by using semiconductor compounds such as GaAs, InGaAs, PbS, PbSe, SiGe and SiGeC, an optical sensor suitable for the detection of infrared light can be formed.

광 센서를 내장한 액정 표시 장치는, 온도의 영향 및 백라이트 유닛의 영향을 받기 쉽다. 백라이트 유닛이나 외광에 기인하는 노이즈에 의한, 손가락이나 레이저 등의 입력 오동작의 발생을 방지하기 위해서, 광 센서의 보상을 필요로 하는 경우가 있다. 광 센서로서, 폴리실리콘 또는 아몰퍼스 실리콘에 의해 형성된 채널층을 구비하는 실리콘 포토다이오드를 사용한 경우, 환경 온도 등의 변화에 따라 암전류가 발생하여, 관측 데이터에 관측광 이외의 노이즈가 가해지는 경우가 있다.A liquid crystal display device incorporating an optical sensor is susceptible to influence of temperature and backlight unit. Compensation of the optical sensor may be required in order to prevent an input malfunction of a finger or a laser due to a backlight unit or noise caused by external light. When a silicon photodiode having a channel layer formed of polysilicon or amorphous silicon is used as the optical sensor, a dark current is generated in accordance with a change in the environmental temperature and the like, and noise other than observation light may be applied to the observation data .

액정층이나 광 센서를 구동하는 스위칭 소자로서는, 산화물 반도체를 채널층으로서 구비하는 전계효과 트랜지스터(능동 소자, TFT)를 채용할 수 있다. 여기서 산화물 반도체란, 인듐, 갈륨, 주석, 아연, 하프늄, 이트륨, 티타늄, 게르마늄, 규소 중 적어도 2종 이상의 산화물을 포함하는 산화물 반도체이다. 이 산화물 반도체로서는, IGZO라고 칭해지는 인듐, 갈륨, 아연의 복합 금속 산화물을 예시할 수 있다. 산화물 반도체로 형성된 채널층은, 비정질이어도 결정화된 재료이어도 되지만, 트랜지스터의 전기 특성(예를 들어, Vth)의 안정성의 관점에서, 결정화된 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 산화물 반도체의 채널층의 두께는, 예를 들어 2㎚ 내지 80㎚ 정도로 형성하는 것이 바람직하다.As a switching element for driving the liquid crystal layer or the optical sensor, a field effect transistor (active element, TFT) having an oxide semiconductor as a channel layer can be employed. The oxide semiconductor is an oxide semiconductor containing at least two oxides of indium, gallium, tin, zinc, hafnium, yttrium, titanium, germanium and silicon. As this oxide semiconductor, a composite metal oxide of indium, gallium, and zinc called IGZO can be mentioned. The channel layer formed of an oxide semiconductor may be either an amorphous or a crystallized material, but it is preferable to use a crystallized material from the viewpoint of stability of electrical characteristics (for example, Vth) of the transistor. The thickness of the channel layer of the oxide semiconductor is preferably about 2 nm to 80 nm, for example.

이러한 TFT를 구비하는 어레이 기판의 금속 배선은, 구리 또는 구리 합금을 표층에 사용한, 적어도 2층의 금속 배선으로 할 수 있다. 금속 배선은, 예를 들어 구리에 대하여, 마그네슘, 티타늄, 니켈, 몰리브덴, 인듐, 주석, 아연, 알루미늄, 칼슘 등으로부터 1 이상 선택되는 원소를 첨가한 구리 합금을 채용할 수 있다. 구리에 첨가하는 원소는, 상기 원소에 한정되지 않고, 구리에 대한 첨가량은, 구리의 원자 퍼센트에 대하여 3 원자 퍼센트 이하인 것이 바람직하다. 1 원자 퍼센트 이하이면 금속 배선의 광 반사율을 크게 저하시키는 일이 없어, 높은 광 반사율을 확보할 수 있다. 1 원자 퍼센트 이하의 첨가량이면 더욱 바람직하다.The metal wiring of the array substrate having such a TFT can be a metal wiring of at least two layers using copper or a copper alloy as a surface layer. The metal wiring may be a copper alloy to which, for example, an element selected from magnesium, titanium, nickel, molybdenum, indium, tin, zinc, aluminum, calcium and the like is added to copper. The element added to copper is not limited to the above element, and the amount added to copper is preferably 3 atomic percent or less with respect to the atomic percentage of copper. If it is less than 1 atomic percent, the light reflectance of the metal wiring is not significantly lowered, and a high light reflectance can be ensured. It is more preferable that the addition amount is 1 atomic percent or less.

또한, 여기서 말하는 금속 배선의 표층이란, 어레이 기판을 두께 방향을 따른 단면으로서 보았을 때, 액정층측(액정층에 가까운 위치, 광 센서측, 광 센서에 가까운 위치)에 있는 금속층(제1 금속층)을 가리킨다. 표층의 구리 또는 구리 합금에 대하여, 하부에 있는 금속층(제2 금속층)은 어레이 기판측(어레이 기판에 가까운 위치)에 위치한다.Here, the surface layer of the metal wiring means a metal layer (first metal layer) in the liquid crystal layer side (position near the liquid crystal layer, near the optical sensor side, near the optical sensor) when viewed from the cross section along the thickness direction of the array substrate Point. For the surface copper or copper alloy, the underlying metal layer (second metal layer) is located on the array substrate side (near the array substrate).

제2 금속층에는, 티타늄, 몰리브덴, 탄탈륨, 텅스텐 등의 고융점 금속 또는 이들 재료를 포함하는 합금을 바람직하게 채용할 수 있다. 제1 금속층의 구리 또는 구리 합금과, 에칭 레이트가 가까운 티타늄 합금을 제2 금속층으로서 선택할 수 있다. 구리 또는 구리 합금의 막 두께 및 제2 금속층의 막 두께는, 예를 들어 각각 50㎚ 내지 500㎚의 범위로 되도록 형성하는 것이 바람직하다.As the second metal layer, a refractory metal such as titanium, molybdenum, tantalum, tungsten, or the like or an alloy including these materials can be preferably employed. A titanium alloy whose etching rate is close to copper or a copper alloy of the first metal layer can be selected as the second metal layer. It is preferable that the film thickness of the copper or copper alloy and the film thickness of the second metal layer are formed to be, for example, in the range of 50 nm to 500 nm, respectively.

산화물 반도체층, 구리 또는 구리 합금을 표층에 사용한 제1 금속층, 제2 금속층의 성막 방법은 한정되지 않지만, 스퍼터링(스패터링)에 의한 진공 성막이 생산 효율의 면에서 바람직하다. 스퍼터링(스패터링) 성막 장치에 의해, 높은 스루풋으로, 대면적의 투명 기판에 대하여 효율적으로 제1 금속층, 제2 금속층으로 이루어지는 금속 배선을 성막할 수 있다. 산화물 반도체 상의 구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 제1 금속층은, 예를 들어 산화성 알칼리 에천트로 선택적으로 에칭되어, 산화물 반도체에 대미지를 끼치지 않고 금속 배선으로서의 패턴 형성을 할 수 있다. 실리콘계 반도체의 트랜지스터에서는 곤란하였던 구리 또는 구리 합금을 표층에 사용한 금속 배선 및 금속층을 용이하게 가공할 수 있어, 트랜지스터 소자를 형성할 수 있다.The method of forming the first metal layer and the second metal layer using an oxide semiconductor layer, copper or copper alloy as a surface layer is not limited, but vacuum film formation by sputtering is preferable from the viewpoint of production efficiency. The metal wiring composed of the first metal layer and the second metal layer can be efficiently formed on the large-area transparent substrate with a high throughput by the sputtering (sputtering) film forming apparatus. The first metal layer made of copper or a copper alloy on the oxide semiconductor can be selectively etched with, for example, an oxidative alkaline etchant to form a pattern as a metal wiring without damaging the oxide semiconductor. A metal wiring and a metal layer using copper or a copper alloy which is difficult in a transistor of a silicon-based semiconductor as a surface layer can be easily processed, and a transistor element can be formed.

구리 또는 구리 합금으로 이루어지는 제1 금속층은, 예를 들어 도 1에 도시하는 바와 같이, 광의 장파장측, 특히 600㎚ 이상에서 높은 반사율을 나타낸다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 광 센서 S1 및 제2 광 센서 S2와 겹치도록(하부를 매립하도록) 금속 배선을 형성함으로써, 직접 입사하는 광과, 금속 배선에서 반사된 반사광을 수광하는 것이 가능해져, 제1 광 센서 S1 및 제2 광 센서 S2의 수광 감도를 향상시킬 수 있다. 또한, 도 2에 도시한 실시 형태에서는, 산화물 반도체의 채널층(26)을 구비하는 트랜지스터를, 보텀 게이트 구조로 나타냈지만, 보텀 게이트 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 톱 게이트 구조, 더블 게이트 구조, 듀얼 게이트 구조 등의 트랜지스터를 채용할 수도 있다.As shown in Fig. 1, for example, the first metal layer made of copper or a copper alloy exhibits a high reflectance at a long wavelength side of light, particularly at least 600 nm. As shown in Fig. 2, by forming a metal wiring so as to overlap (fill the lower portion) with the first photosensor S1 and the second photosensor S2, it is possible to receive light directly incident and reflected light reflected from the metal wiring Receiving sensitivity of the first photosensor S1 and the second photosensor S2 can be improved. In the embodiment shown in Fig. 2, the transistor including the channel layer 26 of the oxide semiconductor is shown as the bottom gate structure, but it is not limited to the bottom gate structure. For example, a transistor such as a top gate structure, a double gate structure, or a dual gate structure may be employed.

<제1 실시 형태>&Lt; First Embodiment >

제1 실시 형태의 액정 표시 장치는, 컬러 표시를 행하는 경우, 예를 들어 적색 발광 LED, 녹색 발광 LED, 청색 발광 LED를 구비하는 백라이트 유닛을 구비하는 액정 표시 장치를 상정하고 있다. 컬러 표시를 행하지 않는 경우에는, 백색 발광의 LED나 형광 등을 백라이트 유닛으로서 사용해도 된다.The liquid crystal display device of the first embodiment assumes a liquid crystal display device including a backlight unit including, for example, a red-emitting LED, a green-emitting LED, and a blue-emitting LED when color display is performed. When color display is not performed, an LED or fluorescent light of white light emission may be used as a backlight unit.

도 3은, 본 발명의 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 복수의 화소 개구부를 도시하는 부분 평면도이다. 또한, 이 도 3에서는, 8 화소 분만을 도시하고 있지만, 실제로는 다수의 화소, 예를 들어 X 방향으로 1280 화소, Y 방향으로 768 화소를 배치한 액정 표시 장치의 표시면의 일부이다.3 is a partial plan view showing a plurality of pixel openings of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. Although Fig. 3 shows only eight pixels, it is actually a part of the display surface of a liquid crystal display device in which a large number of pixels, for example, 1,280 pixels in the X direction and 768 pixels in the Y direction are arranged.

복수의 화소 P, P…는, 블랙 매트릭스(2)에 형성된 화소 개구부(20)에 의해 구획되어 있다. 광 센서는, 제1 광 센서(광 센서) S1과 제2 광 센서 S2로 이루어지고, 각각 화소 P에 배치되어 있다. 또한, 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2가 배치되는 구조로서는, 복수 화소에 1조의 광 센서를 설치하는 구조, 즉, 모든 화소에 1조의 광 센서를 설치하는 것이 아니라 복수 화소 중(소정 간격으로) 선택된 하나의 화소에 1조의 광 센서를 배치해도 된다(씨닝 배치). A plurality of pixels P, P ... Is partitioned by the pixel opening portion 20 formed in the black matrix 2. The optical sensor comprises a first optical sensor (optical sensor) S1 and a second optical sensor S2, which are arranged in the pixel P, respectively. As a structure in which the first photosensor S1 and the second photosensor S2 are arranged, there is a structure in which a pair of photosensors are provided for a plurality of pixels, that is, a structure in which a pair of photosensors are not provided for all the pixels, A pair of photosensors may be arranged in a selected one pixel (thinning arrangement).

제1 광 센서 S1은, 블랙 매트릭스(2)로 덮이는 위치(블랙 매트릭스(2)와 겹치는 위치)에 배치된다. 한편, 제2 광 센서 S2는, 표시면의 외부로부터 내부에 입사광이 들어가도록, 화소 개구부(20)에 배치된다. 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2는, 반드시 동일한 화소 P 내에 배치할 필요는 없지만, 수광 데이터의 연산을 위해서, 제1 광 센서 S1 및 제2 광 센서 S2를 서로 가까운 위치에 설치하는 것이 바람직하다.The first photosensor S1 is disposed at a position covered by the black matrix 2 (a position overlapping the black matrix 2). On the other hand, the second photosensor S2 is disposed in the pixel opening 20 so that incident light enters the inside from the outside of the display surface. The first photosensor S1 and the second photosensor S2 do not necessarily have to be arranged in the same pixel P but it is also possible to arrange the first photosensor S1 and the second photosensor S2 close to each other desirable.

본 실시 형태에서는, 제2 광 센서 S2의 수광 데이터로부터 제1 광 센서 S1의 수광 데이터를 감산하면, 적외 영역을 제외한 가시 영역의 수광 데이터를 추출할 수 있다. 이 감산 시에, 예를 들어 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2가 각각 갖는 암전류를 차감할 수 있으므로, 높은 정밀도의 수광 데이터를 얻을 수 있다.In this embodiment, by subtracting the light receiving data of the first photosensor S1 from the light receiving data of the second photosensor S2, the light receiving data of the visible region excluding the infrared region can be extracted. In this subtraction, for example, the dark currents of the first photosensor S1 and the second photosensor S2 can be subtracted from each other, so that light reception data with high accuracy can be obtained.

도 4는, 백라이트 유닛(13)을 어레이 기판(300)의 이면측(이면에 가까운 위치)에 구비한 액정 표시 장치(400)를 도시하는 모식 단면도이다. 액정 셀(200)의 표면 및 이면에는, 광학 제어 소자로서 편광판(15)을 구비하고, 액정층(6) 하부에 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2가 배치된다. 예를 들어, 관찰자의 손가락(16) 등의 포인터는, 백라이트 유닛(13)으로부터 출사되는 광(18)을 반사하고, 입사광(19)으로서 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2에 수광된다. 입사광(19)은, 손가락(16) 등의 포인터로부터의 반사광에 한하지 않고, 예를 들어 레이저 포인터 등으로부터의 입사광이어도 된다. 또한, 입사광(19)의 일부는, 제1 광 센서 S1의 하부를 매립하도록 배치된 금속 배선(24)에 의해 반사되고, 제1 광 센서 S1에 수광된다. 이에 의해, 입사광(19)의 검출 감도가 높아진다. 백라이트 유닛(13)은, 예를 들어 광원(14)으로서 적색 발광 LED, 녹색 발광 LED, 청색 발광 LED, 적외선 발광 LED를 구비한다.4 is a schematic cross-sectional view showing the liquid crystal display device 400 having the backlight unit 13 on the rear side (near the back side) of the array substrate 300. As shown in FIG. A polarizing plate 15 is provided as an optical control element on the front and back surfaces of the liquid crystal cell 200 and a first photosensor S1 and a second photosensor S2 are disposed below the liquid crystal layer 6. [ For example, a pointer such as the finger 16 of the observer reflects the light 18 emitted from the backlight unit 13 and is received by the first photosensor S1 or the second photosensor S2 as incident light 19 . The incident light 19 is not limited to the reflected light from the pointer such as the finger 16, and may be incident light from, for example, a laser pointer. A part of the incident light 19 is reflected by the metal wiring 24 arranged to embed the lower part of the first photosensor S1 and is received by the first photosensor S1. As a result, the detection sensitivity of the incident light 19 is increased. The backlight unit 13 includes, for example, a red light emitting LED, a green light emitting LED, a blue light emitting LED, and an infrared light emitting LED as the light source 14.

도 2는, 도 3의 B-B’선을 따른 단면을 도시하는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line B-B 'in Fig.

제1 광 센서 S1의 하부에는, 소스선이나 드레인선 등을 구성하는 금속 배선(24), 또는 금속 배선(24)이 형성되지 않는 부위에는 금속층에 의한 더미 패턴(25)이 배치되어 있다. 예를 들어, 더미 패턴(25)은, 그 제조 공정에서는, 게이트선과 동일한 레이어에 동시에 형성할 수 있다. 도 2에는 도시하지 않지만, 제2 광 센서 S2의 하부에도, 소스선이나 드레인선 등의 금속 배선(24), 또는 금속 배선(24)이 형성되지 않는 부위에는 금속층에 의한 더미 패턴(25)이 배치되어 있다.A dummy pattern 25 made of a metal layer is disposed under the first photosensor S1 at portions where the metal lines 24 or the metal lines 24 constituting the source line or the drain line are not formed. For example, the dummy pattern 25 can be simultaneously formed on the same layer as the gate line in the manufacturing process. Although not shown in FIG. 2, a dummy pattern 25 made of a metal layer is formed on a lower portion of the second photosensor S2 at a portion where a metal wiring 24 such as a source line or a drain line, or a metal wiring 24 is not formed Respectively.

제1 광 센서 S1 및 도시하지 않은 제2 광 센서 S2는, 액정층(6)에 가까운 위치로부터 먼 위치를 향한 방향에 있어서, 순서대로, P형 반도체의 아몰퍼스 실리콘(35), 진성 반도체(I형)의 아몰퍼스 실리콘(36), N형 반도체의 아몰퍼스 실리콘(37)이 적층된 구성을 갖는다. 예를 들어, P형 반도체인 아몰퍼스 실리콘(35)은 5㎚ 내지 50㎚의 막 두께로, I형 반도체인 아몰퍼스 실리콘(36)은 막 두께 100㎚ 내지 1000㎚로, N형 반도체인 아몰퍼스 실리콘(37)은 20㎚ 내지 200㎚의 막 두께로 형성할 수 있다.The first photosensor S1 and the second photosensor S2 (not shown) are sequentially arranged in the direction from the position close to the liquid crystal layer 6 to the amorphous silicon 35, the intrinsic semiconductor I Type amorphous silicon 36 and an N-type amorphous silicon 37 are stacked. For example, amorphous silicon 35, which is a p-type semiconductor, has a thickness of 5 nm to 50 nm, amorphous silicon 36, which is an I-type semiconductor, has a thickness of 100 nm to 1000 nm, and amorphous silicon 37 can be formed with a film thickness of 20 nm to 200 nm.

P형 반도체인 아몰퍼스 실리콘(35)의 상면, N형 반도체인 아몰퍼스 실리콘(37)의 하면 각각에는, 광투과성의 도전막(투명 도전막)으로서 기능하는 상부 전극(21) 및 하부 전극(22)이 배치되어 있다. 투명 도전막은, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide)라고 호칭되는 도전성 금속 산화물 등으로 형성된다. 상부 전극(21)은, 예를 들어 지그재그 형상의 세선 패턴, 또는 빗살 모양의 세선 패턴 등으로 할 수 있다. 상부 전극(21)의 패턴 형상을 고안함으로써, 하부 전극(22)에 의한 집전 효과를 높일 수 있다.An upper electrode 21 and a lower electrode 22 functioning as a light-transmitting conductive film (transparent conductive film) are formed on the upper surface of the amorphous silicon 35 which is a p-type semiconductor and the lower surface of the amorphous silicon 37 which is an n- Respectively. The transparent conductive film is formed of, for example, a conductive metal oxide called ITO (Indium Tin Oxide). The upper electrode 21 may be, for example, a zigzag fine line pattern, a comb-like fine line pattern, or the like. By devising the pattern shape of the upper electrode 21, the collecting effect by the lower electrode 22 can be enhanced.

제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2 상에 감도 향상을 위해서, 예를 들어 투명 수지 등으로 기둥 형상 구조물, 요철 구조물, 양자 도트 등을 적층해도 된다. 이들 구조물에는, 파장 변환 기능을 갖는 입자나 염료 등을 첨가하는 것도 바람직하다. P형 반도체와 N형 반도체의 형성 위치는 교체해도 되고, 또는, 수평 방향으로 배열해서 형성할 수도 있다. 아몰퍼스 실리콘은, 미결정 실리콘으로 할 수도 있다.For improving the sensitivity on the first photosensor S1 or the second photosensor S2, a columnar structure, an uneven structure, a quantum dot, or the like may be laminated with, for example, a transparent resin. It is also preferable to add particles or dyes having a wavelength conversion function to these structures. The formation positions of the P-type semiconductor and the N-type semiconductor may be switched or arranged in the horizontal direction. The amorphous silicon may be made of microcrystalline silicon.

이들 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2는, 도시되는 바와 같이, 미리 산화물 반도체에 의한 트랜지스터를 형성한 기판 상에, 예를 들어 주지의 아몰퍼스 실리콘 반도체 공정을 사용해서 형성된다.As shown in the figure, the first photosensor S1 and the second photosensor S2 are formed on a substrate on which a transistor made of an oxide semiconductor is formed in advance, for example, by using a known amorphous silicon semiconductor process.

제1 광 센서 S1은, 하부 전극(22)으로부터 콘택트 홀(23) 및 금속 배선(24)을 개재하여, 트랜지스터의 전극과 전기적으로 연결된다. 제1 광 센서 S1의 상부 전극(21)은, 도시하지 않은 콘택트 홀을 개재해서 공통 전극 배선에 연결된다. 이에 의해, 리셋 신호가 부여되었을 때, 제1 광 센서 S1의 전위를 공통 전위로 할 수 있다. 절연층(33)은, 예를 들어 산화 규소, 산질화규소, 산화 알루미늄, 이들 재료를 포함하는 혼합 산화물, 또는, 감광성으로 알칼리 현상 가능한 아크릴 수지 등으로 형성된다. 도 2에는 도시하지 않은 제2 광 센서 S2도, 제1 광 센서 S1과 마찬가지로 형성할 수 있다.The first photosensor S1 is electrically connected to the electrodes of the transistor through the contact hole 23 and the metal wiring 24 from the lower electrode 22. [ The upper electrode 21 of the first photosensor S1 is connected to the common electrode wiring through a contact hole (not shown). Thereby, when the reset signal is given, the potential of the first photosensor S1 can be set to the common potential. The insulating layer 33 is formed of, for example, silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, mixed oxide containing these materials, or photosensitive acrylic resin capable of alkali development. A second optical sensor S2 (not shown in Fig. 2) can be formed similarly to the first optical sensor S1.

제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2의 하부에 복수의 트랜지스터를 배치하여, 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2의 구동을 행할 수 있다. 산화물 반도체에 의한 복수의 트랜지스터는, 예를 들어 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2의 선택 트랜지스터나 증폭용 트랜지스터, 리셋용 트랜지스터, 또는 액정 구동용 트랜지스터 등에 사용할 수 있다. 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2의 용량이 작은 경우에는, 각각 캐패시터를 보조적으로 배치할 수 있다.A plurality of transistors may be disposed under the first photosensor S1 or the second photosensor S2 to drive the first photosensor S1 and the second photosensor S2. The plurality of transistors made of oxide semiconductors can be used for, for example, selection transistors, amplifying transistors, reset transistors, or liquid crystal driving transistors of the first photosensor S1 and the second photosensor S2. When the capacities of the first photosensor S1 and the second photosensor S2 are small, the capacitors can be supplementarily arranged.

금속 배선(24)을 구성하는 구리 또는 구리 합금의 광 반사율은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 광의 장파장측, 특히 600㎚ 이상으로 높은 반사율을 나타낸다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2의 하부를 매립하는, 즉, 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2와 겹치는 영역에, 금속 배선(24)의 패턴을 배치함으로써, 이 금속 배선(24)에 의해 반사된 반사광을 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2가 수광할 수 있다. 이에 의해 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2의 수광 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.As shown in Fig. 1, the reflectance of copper or copper alloy constituting the metal wiring 24 exhibits a high reflectance on the long wavelength side of light, particularly 600 nm or more. 2, a pattern of the metal wiring 24 is formed in a region where the lower portion of the first photosensor S1 or the second photosensor S2 is buried, that is, in a region overlapping the first photosensor S1 or the second photosensor S2 The reflected light reflected by the metal wiring 24 can be received by the first photosensor S1 and the second photosensor S2. This makes it possible to improve the light-receiving efficiency of the first photosensor S1 and the second photosensor S2.

본 실시 형태에 있어서의 블랙 매트릭스(2)는, 도 5의 파장 선택 투과 특성을 나타내는 선 BLK1로 나타내는 바와 같이, 680㎚ 이상 800㎚ 이하의 검출 파장 영역에 있어서 투과율이 50% 이상으로 되고, 투과율이 50% 이상으로 되는 파장보다 장파장측에서 더욱 높은 투과율로 되는 투과 특성을 갖고, 가시광을 대략 투과하지 않고 적외 영역의 광을 투과한다. 블랙 매트릭스(2)의 반값 파장은, 유기 안료종의 선택이나 조합으로 약 680㎚ 내지 800㎚의 범위에서 조정할 수 있다. 반값 파장이란, 여기서는, 투과율이 50%가 되는 광의 파장이라고 정의된다. 또한, 블랙 매트릭스(2)의 재료 구성은 나중에 상세하게 설명한다.The black matrix 2 in the present embodiment has a transmittance of 50% or more in a detection wavelength region of 680 nm to 800 nm, as indicated by the line BLK1 showing the wavelength selective transmission characteristic in Fig. 5, and the transmittance Has a transmittance higher than that of a wavelength of 50% or higher on the longer wavelength side, and transmits light in the infrared region without substantially transmitting visible light. The half value wavelength of the black matrix 2 can be adjusted in a range of about 680 nm to 800 nm by selecting or combining organic pigment species. The half-value wavelength is defined here as the wavelength of light having a transmittance of 50%. The material composition of the black matrix 2 will be described later in detail.

도 6은, 도 3의 A-A’선을 따른 단면도이며, 액정 표시 장치로서의 구성을 설명한다. 또한, 액정층의 구동용 트랜지스터나 편광판, 배향막 등의 도시는 생략하였다.Fig. 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in Fig. 3, illustrating a configuration as a liquid crystal display device. Further, illustration of the driving transistor, the polarizing plate, the alignment film, etc. of the liquid crystal layer is omitted.

도 6의 액정층(6)의 액정 분자는, 어레이 기판(300)의 한 면에 수평인 초기 배향을 갖고, 화소 전극(31)과 공통 전극(32) 사이에 인가되는 전압으로 면 상에서 회전하는 동작을 행하고, 백라이트 유닛으로부터 출사되는 광의 투과율을 제어함으로써 표시를 행한다. 액정 분자의 유전율 이방성은 정이어도 부이어도 된다. 대향 기판(100)의 투명 수지층(12)(제1 투명 수지층) 상에는 ITO 등의 투명 전극을 형성하지 않는다. 또한, 투명 수지층(12) 상의 배향막은 도시를 생략하였다.The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 6 in Fig. 6 have an initial alignment that is horizontal on one side of the array substrate 300 and are rotated on the surface with a voltage applied between the pixel electrode 31 and the common electrode 32 And performs display by controlling the transmittance of light emitted from the backlight unit. The dielectric anisotropy of the liquid crystal molecules may be positive or negative. A transparent electrode such as ITO is not formed on the transparent resin layer 12 (first transparent resin layer) of the counter substrate 100. [ The alignment film on the transparent resin layer 12 is not shown.

<제2 실시 형태>&Lt; Second Embodiment >

제2 실시 형태는, 도 7, 도 8에 도시하는 바와 같이, 액정 표시 장치의 블랙 매트릭스(2)에 형성된 화소 개구부(20)에 대응하는 위치에, 적색층 R, 녹색층 G, 청색층 B가 배치된 컬러 필터를 구비하는 구성이다(도 7, 도 8에서는 녹색층 G 부분을 확대해서 나타내고 있음). 제1 광 센서 S1이나 제2 광 센서 S2는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 복수의 화소의 각각에 형성되어 있다. 액정층(6)의 액정 분자는, 초기 배향이 수직 배향인 액정이며, 대향 전극(공통 전극)(52)과 화소 전극(51) 사이에 인가되는 전압으로 구동되고, 전압 인가 시에 수평 방향으로 넘어져서, 광을 투과한다. 편광판은, 크로스니콜로 노멀리 오프로 하고 있다.7 and 8, a red layer R, a green layer G, a blue layer B (blue) are formed at positions corresponding to the pixel openings 20 formed in the black matrix 2 of the liquid crystal display device, (FIG. 7 and FIG. 8 are enlarged views of the green layer G). The first photosensor S1 and the second photosensor S2 are formed in each of the plurality of pixels as in the first embodiment. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 6 are liquid crystals whose initial alignment is vertical and are driven by a voltage applied between the counter electrode (common electrode) 52 and the pixel electrode 51, Falls, and transmits light. The polarizing plate is set to cross-Nicolono far off.

도 8은, 도 7의 C-C’선을 따른 단면도이다. 블랙 매트릭스(2)와 거의 동일한 형상으로 차광층(3)이 소정 패턴으로 배치되고, 또한 컬러 필터 상에 제2 투명 수지층(4)이 형성되어 있다. 이 제2 투명 수지층은 그 형성을 생략할 수도 있다.8 is a cross-sectional view taken along the line C-C 'in Fig. The light shielding layer 3 is arranged in a predetermined pattern in substantially the same shape as the black matrix 2 and the second transparent resin layer 4 is formed on the color filter. The formation of the second transparent resin layer may be omitted.

예를 들어, 차광층(3)은, 차광성의 카본을 색재로서 사용해서 형성되어 있고, 실질적으로 가시광과 적외 영역을 모두 투과시키지 않는다. 블랙 매트릭스(2)는, 제1 실시 형태와 동일한 복수의 유기 안료를 혼합한 가시 영역을 실질적으로 투과하지 않고, 적외 영역을 투과하는 특성을 갖고 있다.For example, the light-shielding layer 3 is formed by using light-shielding carbon as a color material, and does not substantially transmit visible light and infrared light. The black matrix 2 has a characteristic of transmitting the visible region mixed with a plurality of organic pigments similar to those of the first embodiment, and transmitting the infrared region substantially.

본 발명의 실시 형태에 관한 블랙 매트릭스(2)는, 도 5의 파장 선택 투과 특성을 나타내는 선 BLK1 및 BLK2에 대표되도록, 50% 투과율의 파장(반값 파장)을 약 680㎚ 내지 800㎚의 범위로 설정할 수 있다. 이 반값 파장의 조정은, 유기 안료의 조합이나 안료 비율, 또는 블랙 매트릭스(2)의 막 두께 조정으로 가능하다.The black matrix 2 according to the embodiment of the present invention has a wavelength (half-wavelength) of 50% transmittance in a range of about 680 nm to 800 nm, which is represented by lines BLK1 and BLK2 showing wavelength selective transmission characteristics in Fig. Can be set. This adjustment of the half wavelength can be achieved by adjusting the combination of organic pigments, the pigment ratio, or the film thickness of the black matrix 2.

본 실시 형태의 블랙 매트릭스(2)는, 도 9에 도시하는 바와 같이 차광층(3) 및 금속 배선(24)의 패턴이 없는 영역에, 컬러 필터(도 9에서는 녹색층 G)에 중첩되는 중첩부를 갖는다. 또한, 도 9는, 도 7의 D-D'선을 따른 단면도이다.The black matrix 2 of the present embodiment has a structure in which overlapping portions overlapping the color filter (the green layer G in Fig. 9) are formed in a patternless region of the light-shielding layer 3 and the metal wiring 24, . 9 is a cross-sectional view taken along the line D-D 'in FIG.

도 10은, 녹색층 G의 패턴의 투과 특성 GL과, 녹색층 G의 패턴과 블랙 매트릭스(2)의 투과 특성 BLK1(도 5 및 도 9 참조)을 겹친 투과 특성 GLBLK의 일례를 나타내는 그래프이다. 투과 특성 GL은, 도 9에서 나타내는 제2 광 센서 S2의 수광 데이터에 상당한다. 투과 특성 GLBLK는, 도 9에서 나타내는 제1 광 센서 S1의 수광 데이터에 상당한다.10 is a graph showing an example of the transmission characteristic GLBLK in which the transmission characteristic GL of the pattern of the green layer G, the pattern of the green layer G, and the transmission characteristic BLK1 of the black matrix 2 (see Figs. 5 and 9) are superimposed. The transmission characteristic GL corresponds to the light reception data of the second photosensor S2 shown in Fig. The transmission characteristic GLBLK corresponds to the light reception data of the first photosensor S1 shown in Fig.

가시광 영역의 고정밀도의 녹색의 검출 데이터는, 녹색층 G의 패턴 경유로 검출된 광의 검출 데이터로부터, 녹색층 G의 패턴과 블랙 매트릭스(2)를 광학적으로 겹쳐서 검출된 광의 검출 데이터를 감산해서 얻어진다. 이들 데이터의 연산 처리는 처리부(34)에서 행하여져, 가시광 영역의 녹색의 검출 데이터만을 추출할 수 있다.The high-precision green detection data of the visible light region is obtained by subtracting detection data of light detected by optically superimposing the pattern of the green layer G on the black matrix 2 from the detection data of light detected by the pattern of the green layer G Loses. The processing of these data is performed in the processing section 34, and only the detection data of green in the visible light region can be extracted.

도 11은, 적색층 R의 패턴의 투과 특성 RL과, 적색층 R의 패턴과 블랙 매트릭스(2)의 투과 특성 BLK1(도 5 및 도 9 참조)을 겹친 투과 특성 RLBLK의 일례를 나타내는 그래프이다. 투과 특성 RL은, 도 9에서 나타내는 제2 광 센서 S2의 수광 데이터에 상당한다. 투과 특성 RLBLK는, 도 9에서 나타내는 제1 광 센서 S1의 수광 데이터에 상당한다.11 is a graph showing an example of the transmission characteristic RLBLK in which the transmission characteristic RL of the pattern of the red layer R, the pattern of the red layer R, and the transmission characteristic BLK1 of the black matrix 2 (see Figs. 5 and 9) are superimposed. The transmission characteristic RL corresponds to the light reception data of the second photosensor S2 shown in Fig. The transmission characteristic RLBLK corresponds to the light reception data of the first photosensor S1 shown in Fig.

가시광 영역의 고정밀도의 적색의 검출 데이터는, 적색층 R의 패턴 경유로 검출된 광의 검출 데이터로부터, 적색층 R의 패턴과 블랙 매트릭스(2)를 광학적으로 겹쳐서 검출된 광의 검출 데이터를 감산해서 얻어진다. 이들 데이터의 연산 처리는 처리부(34)에서 행하여져, 가시광 영역의 적색의 검출 데이터만을 추출할 수 있다.The high-precision red detection data of the visible light region is obtained by subtracting detection data of light detected by optically overlapping the pattern of the red layer R with the pattern of the red layer R from the detection data of light detected via the pattern of the red layer R Loses. The arithmetic processing of these data is performed in the processing section 34, and only the red detection data of the visible light region can be extracted.

도 12는, 청색층 B의 패턴의 투과 특성 BL과, 청색층 B의 패턴과 블랙 매트릭스(2)의 투과 특성 BLK1을 겹친 투과 특성 BLBLK의 일례를 나타내는 그래프이다. 투과 특성 BL은, 도 9에서 나타내는 제2 광 센서 S2의 수광 데이터에 상당한다. 투과 특성 BLBLK는, 도 9에서 나타내는 제1 광 센서 S1의 수광 데이터에 상당한다.12 is a graph showing an example of the transmission characteristic BLBL of the pattern of the blue layer B, the pattern of the blue layer B, and the transmission characteristic BLK1 of the black matrix 2 superimposed on each other. The transmission characteristic BL corresponds to the light reception data of the second photosensor S2 shown in Fig. The transmission characteristic BLBLK corresponds to the light reception data of the first photosensor S1 shown in Fig.

가시광 영역의 고정밀도의 청색의 검출 데이터는, 청색층 B의 패턴 경유로 검출된 광의 검출 데이터로부터, 청색층 B의 패턴과 블랙 매트릭스(2)를 광학적으로 겹쳐서 검출된 광의 검출 데이터를 감산해서 얻어진다. 이들 데이터의 연산 처리는 처리부(34)에서 행하여져, 가시광 영역의 청색의 검출 데이터만을 추출할 수 있다.The high-precision blue detection data of the visible light region is obtained by subtracting the detection data of light detected by optically overlapping the pattern of the blue layer B with the pattern of the blue layer B from the detection data of light detected via the pattern of the blue layer B Loses. The processing of these data is performed in the processing section 34, and only the blue detection data of the visible light region can be extracted.

제1 광 센서 S1과 제2 광 센서 S2 간의 제1 수광 데이터의 감산은, 그 연산 시에, 전술한 환경 온도의 변화 등에 의한 암전류를 보상할 수 있기 때문에, 보다 고정밀도의 수광 데이터를 추출할 수 있다. 입사광이 태양광과 같은 외광 또는 어두운 실내 등의 외광이면, 이들 수광 데이터를 각각의 수광 조건에 맞춰서 액정 표시 장치의 휘도 조정으로 피드백하는 것도 가능하다.The subtraction of the first light reception data between the first light sensor S1 and the second light sensor S2 can compensate for the dark current due to the above-described change in the ambient temperature during the calculation, and therefore, . If the incident light is external light such as solar light or external light such as a dark room, it is also possible to feed back the received light data to the luminance adjustment of the liquid crystal display device in accordance with the respective light receiving conditions.

근적외역의, 예를 들어 680㎚ 내지 800㎚에 있어서만의 수광 데이터의 취득을 목적으로 하는 경우에는, 예를 들어 적색층 R의 패턴과 블랙 매트릭스(2)가 중첩되는 중첩부의 하부에 위치하는 제1 광 센서 S1의 수광 데이터로부터, 청색층 B의 패턴과 블랙 매트릭스(2)가 중첩되는 중첩부의 하부에 위치하는 제1 광 센서 S1의 수광 데이터를 뺀다. 이에 의해, 680㎚ 내지 800㎚ 사이의 수광 데이터를 추출할 수 있다. 이때, 상기 한 암전류의 보상도 동시에 행할 수 있다.In the case of obtaining the light-receiving data only in the near-infrared region, for example, from 680 nm to 800 nm, for example, the pattern of the red layer R and the black matrix 2 The light receiving data of the first photosensor S1 located at the lower portion of the overlapped portion in which the pattern of the blue layer B and the black matrix 2 overlap is subtracted from the light receiving data of the first photosensor S1. Thus, light receiving data between 680 nm and 800 nm can be extracted. At this time, the compensation of the dark current can also be performed at the same time.

또한, 도 9에 있어서, 도시를 생략한 백라이트 유닛에는, 적색·녹색·청색 발광 각각의 고체 발광 소자(LED)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED를 시분할(필드 시퀀셜) 발광과, 화소부의 액정과의 동기 제어를 행한다. 이에 의해, 풀컬러의 표시를 행할 수 있다. 또한, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 이외에 적외선 발광 LED를 가함으로써, 적외선 발광 LED로부터 출사되는 적외선을, 손가락 등 포인터에 조사하는 것이 가능하게 되고, 이러한 구조를 터치 센싱 용도로 사용할 수 있다.In Fig. 9, the backlight unit (not shown) may be provided with solid-state light-emitting devices (LEDs) emitting red, green, and blue light. For example, time division (field sequential) light emission of the red LED, the green LED, and the blue LED is synchronously controlled with the liquid crystal of the pixel portion. Thus, full-color display can be performed. In addition to the red LED, the green LED and the blue LED, it is possible to irradiate the infrared ray emitted from the infrared ray emitting LED to a pointer such as a finger by applying the infrared ray emitting LED, and such a structure can be used for the touch sensing purpose.

제1 광 센서 S1을, 적외선 수광의 센싱에 적용할 수 있다. 적색·녹색·청색의 발광도 병용하여, 수광 데이터에 반영하면 제1 광 센서 S1 및 제2 광 센서 S2를 컬러 카피나 개인 인증 등에 적용할 수 있다. 예를 들어, 300ppi 이상의 고정밀화에 의해, 본 발명의 실시 형태에 관한 액정 표시 장치용 기판을 구비하는 액정 표시 장치에서, 손가락의 인식 등 개인 인증 시스템에 응용할 수도 있다.The first photosensor S1 can be applied to the sensing of infrared light reception. The first light sensor S1 and the second light sensor S2 can be applied to color copying, personal authentication, or the like when the light of red, green, and blue is also used and reflected in the light receiving data. For example, the liquid crystal display device having the substrate for a liquid crystal display according to the embodiment of the present invention can be applied to a personal authentication system such as recognition of a finger by high precision of 300 ppi or more.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 액정 표시 장치의 광 센서에 실리콘계의 포토다이오드를 사용하는 경우, PIN 다이오드를 사용해도 되고, PN 다이오드를 사용해도 된다. PIN 다이오드의 경우에는, P형 영역/진성 영역/N형 영역의 배열을 투명 기판의 면의 수평 방향으로 배열해서 배치해도 되고, 또는, 투명 기판의 면의 수직 방향으로 적층하는 구성이어도 된다.When a silicon photodiode is used for the optical sensor of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, a PIN diode may be used, or a PN diode may be used. In the case of the PIN diode, the arrangement of the P-type region / the intrinsic region / the N-type region may be arranged in the horizontal direction of the surface of the transparent substrate, or may be arranged in the vertical direction of the surface of the transparent substrate.

이상과 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치에 구비되는 블랙 매트릭스(2)와 적색층 R의 패턴이 중첩되는 위치, 블랙 매트릭스(2)와 녹색층 G의 패턴이 중첩되는 위치, 블랙 매트릭스(2)와 청색층 B의 패턴이 중첩되는 위치 각각에 설치된 중첩부를 활용함으로써, 높은 정밀도의 색 분리가 가능하게 된다.As described above, the position where the black matrix 2 and the pattern of the red layer R overlap each other, the position where the pattern of the black matrix 2 overlaps the pattern of the green layer G, the position where the black matrix 2 ) And the pattern of the blue layer B are superimposed on each other, high-precision color separation becomes possible.

본 발명의 실시 형태에 관한 표시 장치용 기판을 구비하는 액정 표시 장치에서, 예를 들어 컬러 카피나, 컬러에 의한 촬상이나 모션 센서로서의 활용, 적외 영역을 이용한 터치 센싱, 광통신 등이 가능하게 된다.In a liquid crystal display device provided with a substrate for a display device according to an embodiment of the present invention, for example, color copying, color imaging, utilization as a motion sensor, touch sensing using an infrared region, and optical communication can be performed.

또한, 차광층(3)과 블랙 매트릭스(2)의 각각의 근적외역의 투과율이 상이하므로, 제조 공정에서의 얼라인먼트(위치 정렬)는, 예를 들어 800㎚의 파장의 광으로 얼라인먼트할 수 있다. 본 실시 형태의 차광층(3)의 형성 패턴은, 복수의 개구부를 포함하는 주위의 4변을 둘러싸는, 높은 차광성을 갖는 프레임부로서 사용할 수 있다. 차광층(3)에서 위치 정렬용 마크를 투명 기판 상에, 미리 형성해 둘 수도 있다.Further, since the transmissivity of the near infrared region of each of the light shielding layer 3 and the black matrix 2 is different, alignment in the manufacturing process (position alignment) can be performed by light having a wavelength of 800 nm, for example. The formation pattern of the light-shielding layer 3 of the present embodiment can be used as a frame portion having high light-shielding properties surrounding four surrounding sides including a plurality of openings. A mark for alignment in the light shielding layer 3 may be formed on the transparent substrate in advance.

<제3 실시 형태>&Lt; Third Embodiment >

제3 실시 형태는, 블랙 매트릭스(2)를, 적색층 R의 패턴, 녹색층 G의 패턴, 청색층 B의 패턴의 형성에 앞서 형성하는 본 발명의 일 실시 형태이다.The third embodiment is an embodiment of the present invention in which the black matrix 2 is formed prior to the formation of the red layer R pattern, the green layer G pattern, and the blue layer B pattern.

도 13에, 제3 실시 형태의 액정 표시 장치의 부분 단면도를 도시하였다.13 is a partial cross-sectional view of the liquid crystal display device of the third embodiment.

제3 실시 형태의 액정층(6)의 액정 분자는, 초기 배향이 수직 배향인 액정이며, 대향 전극(공통 전극)(52)과 화소 전극(51) 사이에 인가되는 전압으로 구동되고, 전압 인가 시에 수평 방향으로 넘어져서, 광을 투과한다. 편광판은, 크로스니콜로 노멀리 오프로 하고 있다.The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 6 of the third embodiment are liquid crystals whose initial orientation is vertical and are driven by a voltage applied between the counter electrode (common electrode) 52 and the pixel electrode 51, The light is transmitted in the horizontal direction. The polarizing plate is set to cross-Nicolono far off.

색 분리를 목적으로 하지 않고, 적외 영역을 이용하는 터치 센싱을 목적으로 하는 경우에는, 제2 광 센서 S2의 배치를 생략할 수 있다. 근적외역을 이용하는 터치 센싱을 목적으로 하는 경우에는, 적색층 R의 패턴, 녹색층 G의 패턴, 청색층 B의 패턴 중 어느 하나와 블랙 매트릭스(2)가 중첩되는 중첩부만을 제1 광 센서 S1에 배치하면 된다. 이 제1 광 센서 S1은, 예를 들어 1 화소에 1개, 또는, 3 화소, 6 화소에 1개와 같은 형태로, 여러 가지 밀도로 형성할 수 있다.In the case of aiming at touch sensing using an infrared region without the purpose of color separation, the arrangement of the second photosensor S2 can be omitted. In the case of the touch sensing using the near-infrared range, only the overlapping portion in which the pattern of the red layer R, the pattern of the green layer G, the pattern of the blue layer B and the black matrix 2 overlap is overlapped with the first optical sensor S1 . The first photosensor S1 can be formed at various densities, for example, in the form of one pixel for one pixel, or one pixel for three pixels and one pixel for six pixels.

<구성 재료의 예시><Examples of constituent materials>

이하에, 상술한 각 실시 형태에 나타난 액정 장치의 각 부재에 있어서의 구성 재료의 일례를 열기한다.Hereinafter, examples of constituent materials in the respective members of the liquid crystal device shown in each of the above-described embodiments will be described.

(투명 수지)(Transparent resin)

블랙 매트릭스(2), 차광층(3) 및 적색층 R, 녹색층 G, 청색층 B의 화소 패턴으로 구성되는 컬러 필터의 형성에 사용되는 감광성 착색 조성물은, 안료 분산체(이하 페이스트라고 칭함) 외에, 다관능 단량체, 감광성 수지 또는 비감광성 수지, 중합 개시제, 용제 등을 함유한다. 예를 들어, 본 실시 형태에서 사용되는 감광성 수지 및 비감광성 수지 등과 같은 투명성이 높은 유기 수지는, 총칭해서 투명 수지라고 칭해진다.The photosensitive coloring composition used for forming the color filter composed of the black matrix 2, the light-shielding layer 3 and the pixel pattern of the red layer R, the green layer G and the blue layer B includes a pigment dispersion (hereinafter referred to as a paste) A polyfunctional monomer, a photosensitive resin or a non-photosensitive resin, a polymerization initiator, a solvent and the like. For example, the organic resin having high transparency such as the photosensitive resin and the non-photosensitive resin used in the present embodiment is generically referred to as a transparent resin.

투명 수지로서는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 감광성 수지를 사용할 수 있다. 열가소성 수지로서는, 예를 들어 부티랄 수지, 스티렌-말레인산 공중합체, 염소화 폴리에틸렌, 염소화 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산 비닐 공중합체, 폴리아세트산 비닐, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴계 수지, 알키드 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 고무계 수지, 환화 고무계 수지, 셀룰로오스류, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드 수지 등을 사용할 수 있다. 열경화성 수지로서는, 예를 들어 에폭시 수지, 벤조구아나민 수지, 로진 변성 말레산 수지, 로진 변성 푸마르산 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 페놀 수지 등을 사용할 수 있다. 열경화성 수지는, 멜라민 수지와 이소시아네이트기를 함유하는 화합물을 반응시켜서 생성되는 것으로 해도 된다.As the transparent resin, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a photosensitive resin can be used. Examples of the thermoplastic resin include butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, polyester resin, , An alkyd resin, a polystyrene resin, a polyamide resin, a rubber resin, a cyclic rubber resin, a cellulose, a polybutadiene, a polyethylene, a polypropylene and a polyimide resin. As the thermosetting resin, for example, epoxy resin, benzoguanamine resin, rosin-modified maleic resin, rosin-modified fumaric acid resin, melamine resin, urea resin, phenol resin and the like can be used. The thermosetting resin may be produced by reacting a melamine resin with a compound containing an isocyanate group.

(알칼리 가용성 수지)(Alkali-soluble resin)

본 실시 형태에 따른 차광층(3) 및 블랙 매트릭스(2), 제1 투명 수지층(12), 제2 투명 수지층(11), 컬러 필터의 형성에는, 포토리소그래피에 의한 패턴 형성이 가능한 감광성 수지 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 이들 투명 수지는, 알칼리 가용성을 부여받은 수지인 것이 바람직하다. 알칼리 가용성 수지로서, 카르복실기 또는 수산기를 포함하는 수지를 사용해도 되고, 다른 수지를 사용해도 된다. 알칼리 가용성 수지로서는, 예를 들어 에폭시아크릴레이트계 수지, 노볼락계 수지, 폴리비닐페놀계 수지, 아크릴계 수지, 카르복실기 함유 에폭시 수지, 카르복실기 함유 우레탄 수지 등을 사용할 수 있다. 이들 수지 중, 알칼리 가용성 수지로서는, 에폭시아크릴레이트계 수지, 노볼락계 수지, 아크릴계 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 특히, 에폭시아크릴레이트계 수지 또는 노볼락계 수지가 바람직하다.In order to form the light-shielding layer 3 and the black matrix 2, the first transparent resin layer 12, the second transparent resin layer 11, and the color filter according to the present embodiment, It is preferable to use a resin composition. These transparent resins are preferably resins that have been imparted with alkali solubility. As the alkali-soluble resin, a resin containing a carboxyl group or a hydroxyl group may be used, or another resin may be used. As the alkali-soluble resin, for example, an epoxy acrylate resin, a novolac resin, a polyvinyl phenol resin, an acrylic resin, a carboxyl group-containing epoxy resin, and a carboxyl group-containing urethane resin can be used. Among these resins, an epoxyacrylate resin, a novolac resin, and an acrylic resin are preferably used as the alkali-soluble resin, and an epoxyacrylate resin or a novolak resin is particularly preferable.

(아크릴 수지)(Acrylic resin)

본 실시 형태에 사용하는 것이 가능한 투명 수지의 대표로서, 이하의 아크릴계 수지가 예시된다.As a representative of the transparent resin that can be used in the present embodiment, the following acrylic resins are exemplified.

아크릴계 수지로서는, 단량체로서, 예를 들어 (메타)아크릴산; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트펜질(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트; 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트 등의 수산기 함유(메타)아크릴레이트; 에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 에테르기 함유(메타)아크릴레이트; 및 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트 등의 지환식(메타)아크릴레이트 등을 사용하여 얻는 중합체를 사용할 수 있다.Examples of the acrylic resin include monomers such as (meth) acrylic acid; (Meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, t- (Meth) acrylate; Hydroxyl group-containing (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxypropyl (meth) acrylate; Ether group-containing (meth) acrylates such as ethoxyethyl (meth) acrylate and glycidyl (meth) acrylate; And alicyclic (meth) acrylates such as cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate and dicyclopentenyl (meth) acrylate.

또한, 예시된 이들 단량체는, 단독으로 사용 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.In addition, these exemplified monomers may be used alone or in combination of two or more.

또한, 아크릴 수지는, 이들 재료의 단량체와 공중합 가능한 스티렌, 시클로헥실말레이미드, 또는 페닐말레이미드 등의 화합물을 포함하는 공중합체를 사용해서 생성되어도 된다. 또한, 예를 들어 (메타)아크릴산 등의 에틸렌성 불포화기를 갖는 카르복실산을 공중합해서 얻어진 공중합체와, 글리시딜메타크릴레이트 등의 에폭시기 및 불포화 이중 결합을 함유하는 화합물을 반응시킴으로써, 감광성을 갖는 수지를 생성하고, 아크릴 수지를 얻어도 된다. 예를 들어, 글리시딜메타크릴레이트 등의 에폭시기 함유(메타)아크릴레이트의 중합체 또는 이 중합체와 그 밖의 (메타)아크릴레이트와의 공중합체에, (메타)아크릴산 등의 카르복실산 함유 화합물을 부가시킴으로써, 감광성을 갖는 수지를 생성하여, 아크릴 수지로 해도 된다.The acrylic resin may be produced using a copolymer including a compound such as styrene, cyclohexylmaleimide, or phenylmaleimide copolymerizable with a monomer of these materials. In addition, by reacting a copolymer obtained by copolymerizing a carboxylic acid having an ethylenic unsaturated group such as (meth) acrylic acid with a compound containing an epoxy group and an unsaturated double bond such as glycidyl methacrylate, , And an acrylic resin may be obtained. For example, a polymer of an epoxy group-containing (meth) acrylate such as glycidyl methacrylate, or a copolymer of this polymer and other (meth) acrylate is mixed with a carboxylic acid-containing compound such as (meth) To produce a photosensitive resin, which may be an acrylic resin.

(유기 안료)(Organic pigment)

적색 안료로서는, 예를 들어 C.I. Pigment Red 7, 9, 14, 41, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 81:1, 81:2, 81:3, 97, 122, 123, 146, 149, 168, 177, 178, 179, 180, 184, 185, 187, 192, 200, 202, 208, 210, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, 242, 246, 254, 255, 264, 272, 279 등을 사용할 수 있다.As the red pigment, for example, C.I. Pigment Red 7, 9, 14, 41, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 81: 1, 81: 2, 81: 226, 227, 228, 240, 242, 246, 254, 252, 254, 255, 264, 272, 279, and the like can be used.

황색 안료로서는, 예를 들어 C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 24, 31, 32, 34, 35, 35:1, 36, 36:1, 37, 37:1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 86, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 144, 146, 147, 148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 185, 187, 188, 193, 194, 199, 213, 214 등을 사용할 수 있다.As the yellow pigment, for example, C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10,12, 13,14,15,16,17,18,20,24,31,32,34,35,35: 1, 37, 37: 1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 86, 93, 94, 95, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 137, 138, 146, 147, 148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 185, 187, 188, 193, 194, 199, 213,

청색 안료로서는, 예를 들어 C.I. Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60, 64, 80 등을 사용할 수 있다. 또한, C.I. Pigment Blue 15:3은, 적외 영역에서의 반값 파장이 760㎚ 부근이다. 예를 들어, C.I. Pigment Blue 15:3의 안료와 같은 반값 파장이 700㎚ 내지 800㎚인 파장 영역에 있는 안료를 소량 첨가함으로써, 블랙 매트릭스(2)의 반값 파장을, 예를 들어 680㎚보다 장파장측으로 조정할 수 있다.As the blue pigment, for example, C.I. Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 22, 60, 64, Also, C.I. In Pigment Blue 15: 3, the half wavelength in the infrared region is near 760 nm. For example, C.I. The half value wavelength of the black matrix 2 can be adjusted to a longer wavelength side than, for example, 680 nm by adding a small amount of pigment in the wavelength range of 700 nm to 800 nm having a half wavelength such as pigment of Pigment Blue 15: 3.

자색 안료로서는, 예를 들어 C.I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, 50 등을 사용할 수 있고, 이들 안료 중에서는, C.I. Pigment Violet 23이 바람직하다.As the violet pigment, for example, C.I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, 50 and the like. Among these pigments, C.I. Pigment Violet 23 is preferred.

녹색 안료로서는, 예를 들어 C.I. Pigment Green 1, 2, 4, 7, 8, 10, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 26, 36, 45, 48, 50, 51, 54, 55, 58 등을 사용할 수 있고, 이들 안료 중에서는, 할로겐화 아연 프탈로시아닌 녹색 안료인 C.I. Pigment Green 58이 바람직하다. 녹색 안료로서는, 할로겐화 알루미늄 프탈로시아닌 안료를 사용하는 것으로 해도 된다.As the green pigment, for example, C.I. Pigment Green 1, 2, 4, 7, 8, 10, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 26, 36, 45, 48, 50, 51, 54, 55, 58, Among pigments, halogenated zinc phthalocyanine green pigment CI Pigment Green 58 is preferred. As the green pigment, a halogenated aluminum phthalocyanine pigment may be used.

(차광층 및 블랙 매트릭스의 색재)(Coloring materials of the light-shielding layer and the black matrix)

차광층(3) 및 블랙 매트릭스(2)에 포함되는 차광성의 색재는, 가시광 파장 영역에 흡수성을 갖고, 차광 기능을 구비한 색재이다. 본 실시 형태에 있어서 차광성의 색재에는, 예를 들어 유기 안료, 무기 안료, 염료 등을 사용할 수 있다. 광의 적외 영역 투과성을 중시하는 블랙 매트릭스(2)의 색재는, 유기 안료를 주체로 하는 것이 바람직하다. 차광층(3)의 색재로서, 예를 들어 카본 블랙, 산화티타늄 등을 사용할 수 있다. 차광층(3) 및 블랙 매트릭스(2)에 포함하는 것이 가능한 염료로서는, 예를 들어 아조계 염료, 안트라퀴논계 염료, 프탈로시아닌계 염료, 퀴논이민계 염료, 퀴놀린계 염료, 니트로계 염료, 카르보닐계 염료, 메틴계 염료 등을 사용할 수 있다. 유기 안료에 대해서는, 예를 들어 상기 유기 안료를 적용해도 된다. 또한, 이들 차광성의 색재는, 1종을 사용해도 되고, 적당한 비율로 2종 이상을 조합해도 된다.The light-shielding color material contained in the light-shielding layer 3 and the black matrix 2 is a coloring material having a light-absorbing function in a visible light wavelength region and having a light-shielding function. In the present embodiment, for example, organic pigments, inorganic pigments, dyes and the like can be used for the light-shielding coloring material. The coloring material of the black matrix 2 which emphasizes the infrared region transmittance of light is preferably composed mainly of an organic pigment. As the coloring material of the light-shielding layer 3, for example, carbon black, titanium oxide or the like can be used. Examples of the dyes that can be contained in the light-shielding layer 3 and the black matrix 2 include azo dyes, anthraquinone dyes, phthalocyanine dyes, quinoneimine dyes, quinoline dyes, nitro dyes, A neil dye, a methine dye and the like can be used. For the organic pigment, for example, the above organic pigment may be applied. These light-shielding color materials may be used alone or in combination of two or more kinds in a suitable ratio.

예를 들어, 가시광 파장 영역은, 약 광파장 400㎚ 내지 700㎚의 범위이다.For example, the visible light wavelength region is in the range of a weak light wavelength of 400 nm to 700 nm.

본 실시 형태에 따른 블랙 매트릭스(2)의 투과율이 상승되는 파장은, 약 광파장 680㎚ 내지 약 광파장 800㎚의 영역에 있다. 여기서, 약 광파장 680㎚에서는, 적색층의 투과율이 높게 유지된다. 광파장 800㎚는, 청색층의 투과율이 높아지는 상승 부분이다.The wavelength at which the transmittance of the black matrix 2 according to the present embodiment is raised is in the range from the weak light wavelength 680 nm to the light wavelength 800 nm. Here, at the weak light wavelength of 680 nm, the transmittance of the red layer is kept high. The light wavelength of 800 nm is a rising portion where the transmittance of the blue layer is increased.

(차광층에 적용되는 흑색 레지스트의 예)(Example of black resist applied to the light-shielding layer)

차광층에 사용되는 흑색 페이스트(분산체)의 제조예에 대해서 설명한다.An example of production of a black paste (dispersion) used in the light-shielding layer will be described.

다음 조성의 혼합물이 균일하게 교반 혼합되고, 비즈 밀 분산기로 교반되어, 흑색 페이스트가 제작된다. 각각의 조성은, 질량부로 나타낸다.A mixture of the following composition is uniformly mixed and stirred, and stirred with a bead mill disperser to prepare a black paste. Each composition is expressed in parts by mass.

카본 안료 20부 20 parts of carbon pigment

분산제 8.3부 Dispersant 8.3 parts

구리 프탈로시아닌 유도체 1.0부 Copper phthalocyanine derivative 1.0 part

프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트 71부 Propylene glycol monomethyl ether acetate 71 parts

상기 흑색 페이스트를 사용하여, 하기 조성의 혼합물이 균일하게 되도록 교반 혼합되고, 5㎛의 필터로 여과되어, 프레임부(1)에 적용되는 흑색 레지스트가 제조된다. 본 실시 형태에 있어서, 레지스트란, 카본 또는 안료를 포함하는 감광성 착색 조성물을 가리킨다.Using the black paste, the mixture of the following composition is stirred and mixed so as to be uniform, and filtered with a filter of 5 탆 to prepare a black resist to be applied to the frame portion 1. In the present embodiment, a resist refers to a photosensitive coloring composition containing carbon or a pigment.

흑색 페이스트 25.2부 Black paste 25.2 parts

아크릴 수지 용액 18부 Acrylic resin solution 18 parts

디펜타에리트리톨펜타 및 헥사아크릴레이트 5.2부 Dipentaerythritol penta and hexaacrylate 5.2 parts

광중합 개시제 1.2부 Photopolymerization initiator 1.2 part

증감제 0.3부 Increase / decrease 0.3 part

레벨링제 0.1부 Leveling Part 0.1

시클로헥사논 25부 25 parts of cyclohexanone

프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트 25부 Propylene glycol monomethyl ether acetate 25 parts

본 실시 형태 및 상기 각 실시 형태에 있어서, 흑색 레지스트 또는 컬러 레지스트에 있어서의 주된 색재는, 그 레지스트에 포함되는 색재의 전체 질량비(%)에 대하여 50% 이상을 차지하는 색재를 의미한다. 예를 들어, 흑색 레지스트는, 카본이 색재의 100%를 차지하고, 카본이 주된 색재가 된다. 또한, 카본을 주된 색재로 하는 흑색 레지스트에서는, 그 색조 또는 반사색을 조정하기 위해서, 전체 질량비에서 10% 이하를 목표로, 적색, 황색, 청색 등의 유기 안료를 첨가해도 된다.In the present embodiment and each of the above embodiments, the main color material in the black resist or the color resist means a color material occupying 50% or more of the total mass ratio (%) of the color material contained in the resist. For example, in a black resist, carbon accounts for 100% of the color material, and carbon becomes the main color material. In order to adjust the color tone or the reflection color of the black resist using carbon as a main color material, an organic pigment such as red, yellow, or blue may be added to aim at 10% or less of the total mass ratio.

(블랙 매트릭스에 사용되는 흑색 레지스트의 예)(Example of black resist used for black matrix)

블랙 매트릭스(2)에 사용되는 유기 안료의 혼합예를 이하에 나타내었다.Examples of the mixing of the organic pigments used in the black matrix 2 are shown below.

C.I.피그먼트 레드254(이하, R254라고 약기함) C.I. Pigment Red 254 (hereinafter abbreviated as R254)

C.I.피그먼트 옐로우185(이하, Y185라고 약기함) C.I. Pigment Yellow 185 (hereinafter abbreviated as Y185)

C.I.피그먼트 바이올렛23(이하, V23이라고 약기함) C. I. Pigment Violet 23 (hereinafter abbreviated as V23)

이들 3종류의 안료 중, Y139 또는 R254 중 어느 한쪽의 안료는 제외되어도 된다. 또한, 이 3종류의 안료 이외에, 색(투과 파장) 조정용으로 미량의 다른 종류의 안료, 예를 들어 상기 유기 안료가 30질량% 이하의 소량으로 첨가되어도 된다. 예를 들어, 할로겐화 아연 프탈로시아닌 안료, 할로겐화 구리 프탈로시아닌 안료, 할로겐화 알루미늄 프탈로시아닌 안료, 또는 C.I 피그먼트 블루 15:3을, 광파장 700㎚ 부근의 분광 특성의 상승 조정(분광 커브 형상의 조정)을 위해서, 30% 질량 이하의 양으로 사용할 수 있다.Of these three pigments, either of Y139 or R254 may be excluded. In addition to these three kinds of pigments, a small amount of another kind of pigment such as the above organic pigment may be added in a small amount of 30% by mass or less for adjusting the color (transmission wavelength). For example, a zinc phthalocyanine halide pigment, a halogenated copper phthalocyanine pigment, a halogenated aluminum phthalocyanine pigment, or CI Pigment Blue 15: 3 may be added to 30 (for adjusting the spectral curve shape) % Or less by mass.

블랙 매트릭스(2)는, 가시 영역에서의 투과율이 5% 이하인 것이 바람직하다. 가시 영역은, 통상 약 광파장 400㎚ 내지 700㎚이다. 블랙 매트릭스(2)의 반값 파장을 광파장 670㎚ 내지 750㎚의 범위로 설정하기 위해서는, 약 광파장 660㎚ 부근으로부터 적외선 투과율 특성이 상승되고, 장파장측에서 투과율 특성이 높아질 필요가 있다. 블랙 매트릭스(2)의 저투과율의 파장 범위는, 약 광파장 400㎚ 내지 650㎚의 범위로 해도 된다. 또한, 블랙 매트릭스(2)의 투과율을 약 광파장 400㎚ 내지 650㎚의 범위에서 5% 이하의 낮은 값으로 하는 것은, 유기 안료 차광층에 포함되는 안료의 양을 늘리거나, 또는 블랙 매트릭스(2)의 막 두께를 두껍게 함으로써 극히 용이하게 실현 가능하다.The transmittance of the black matrix 2 in the visible region is preferably 5% or less. The visible region usually has a weak light wavelength of 400 nm to 700 nm. In order to set the half wavelength of the black matrix 2 in the range of the light wavelength of 670 nm to 750 nm, it is necessary to increase the infrared transmittance characteristic from the vicinity of the weak light wavelength of 660 nm and to increase the transmittance characteristic on the long wavelength side. The wavelength range of the low transmittance of the black matrix 2 may be in the range of a weak light wavelength of 400 nm to 650 nm. In order to lower the transmittance of the black matrix 2 to 5% or less in the range of about 400 nm to 650 nm at a weak light wavelength, it is preferable to increase the amount of the pigment contained in the organic pigment light- It is extremely easy to realize it.

반값 파장의 파장 위치도, 마찬가지로, 안료의 양, 후술하는 자색 안료, 녹색 안료, 황색 안료, 적색 안료, 청색 안료의 조성비, 블랙 매트릭스(2)의 막 두께 등에 기초하여, 용이하게 조정할 수 있다. 블랙 매트릭스(2)에 적용되는 녹색 안료로서는, 후술하는 여러 가지 녹색 안료를 적용할 수 있다. 블랙 매트릭스(2)의 반값 파장을 광파장 680㎚ 내지 800㎚의 범위로 설정하기 위해서, 녹색 안료나 청색 안료로서는, 적외선 투과율의 상승(예를 들어, 반값 파장)이 광파장 680㎚ 내지 800㎚의 범위에 있는 안료가 바람직하다. 반값 파장을 광파장 680㎚ 내지 800㎚의 범위로 설정하기 위한 조정은, 주로 자색 안료와 녹색 안료에 기초해서 실현된다. 블랙 매트릭스(2)의 분광 특성을 조절하기 위해서, 청색 안료가 첨가되는 것으로 해도 된다. 상기, 유기 안료의 혼합예의 자색 안료 대신에, 상기 청색 안료를 사용하면 반값 파장을, 약 800㎚로 조정할 수 있다.Similarly, the wavelength position of the half-wavelength can be easily adjusted based on the amount of the pigment, the purple pigment, the green pigment, the yellow pigment, the red pigment, the composition ratio of the blue pigment, and the thickness of the black matrix 2 described below. As the green pigment to be applied to the black matrix 2, various green pigments described later can be applied. In order to set the half wavelength of the black matrix 2 in the range of 680 nm to 800 nm of the wavelength of light, an increase in the infrared transmittance (for example, a half wavelength) of the green pigment or the blue pigment ranges from 680 nm to 800 nm Is preferred. The adjustment for setting the half-wavelength to a wavelength in the range of 680 nm to 800 nm is realized mainly on the basis of a purple pigment and a green pigment. In order to control the spectral characteristics of the black matrix 2, a blue pigment may be added. When the above-mentioned blue pigment is used in place of the purple pigment of the mixed example of organic pigments described above, the half wavelength can be adjusted to about 800 nm.

R254의 질량 비율(%)은, 예를 들어 15 내지 40%의 범위에 속하는 것으로 해도 된다.The mass ratio (%) of R254 may be in the range of, for example, 15 to 40%.

Y185의 질량 비율(%)은, 예를 들어 10 내지 30%의 범위에 속하는 것으로 해도 된다.The mass ratio (%) of Y185 may be in the range of, for example, 10 to 30%.

V23의 질량 비율(%)은, 예를 들어 75 내지 30%의 범위에 속하는 것으로 해도 된다.The mass ratio (%) of V23 may be in the range of, for example, 75 to 30%.

상기한 녹색 안료나 청색 안료를 더욱 가함으로써, V23의 전체 안료에서의 질량 비율을 낮출 수 있다.By further adding the above-mentioned green pigment or blue pigment, the mass ratio of V23 in the whole pigment can be lowered.

블랙 매트릭스(2)의 막 두께, 예를 들어 1㎛ 전후의 막 두께에서는, V23의 자색 안료를 75 내지 30%의 범위 중 어느 하나의 값으로 블랙 매트릭스(2)에 첨가한다. 이에 의해, 블랙 매트릭스(2)는, 광파장 670㎚보다 장파장측에서 반값 파장을 갖는다. 황색의 유기 안료를 10 내지 30% 중 어느 하나의 첨가량으로 하고, 또한 적색의 유기 안료를 15 내지 40% 첨가하고, 혼합함으로써, 블랙 매트릭스(2)의 광파장 400㎚ 내지 660㎚의 투과율을 충분히 낮출 수 있다. 광파장 400㎚ 내지 660㎚의 범위에서 유기 안료 차광층의 투과율이 약간 높아지는 것을 방지하는(분광 특성에 있어서의 투과율 0%의 베이스 라인으로부터 블랙 매트릭스(2)의 투과율이 약간 높아지는 것을 방지하는) 것에 의해, 제1 광 센서 S1의 수광 데이터로부터 제2 광 센서 S2의 수광 데이터의 감산에 의해, 정확한 색 분리를 행할 수 있다. 또한, 반값 파장이나 블랙 매트릭스(2)의 투과율은, 블랙 매트릭스(2)의 막 두께로 조정할 수 있다.The violet pigment of V23 is added to the black matrix 2 at any value in the range of 75 to 30% at the film thickness of the black matrix 2, for example, about 1 mu m. Thereby, the black matrix 2 has a half wavelength at the longer wavelength side than the light wavelength 670 nm. The transmittance of the black matrix 2 at a wavelength of 400 nm to 660 nm of the black matrix 2 is sufficiently lowered by adding 15 to 40% of a red organic pigment and adding the yellow organic pigment in an amount of 10 to 30% . (To prevent the transmittance of the black matrix 2 from slightly increasing from the baseline of the transmittance of 0% in the spectral characteristics) to prevent the transmittance of the organic pigment shading layer from slightly increasing in the wavelength range of 400 nm to 660 nm , Accurate color separation can be performed by subtracting the light reception data of the second photosensor S2 from the light reception data of the first photosensor S1. The half wavelength or the transmittance of the black matrix 2 can be adjusted by the film thickness of the black matrix 2.

통상, 이들 안료에 기초하여 컬러 레지스트(착색 조성물)가 생성되기 전에, 안료는, 수지 또는 용액에 분산되고, 안료 페이스트(분산액)가 생성된다. 예를 들어, 안료 Y185 단체를 수지 또는 용액에 분산시키기 위해서는, 안료 Y185의 7부(질량부)에 대하여 이하의 재료가 혼합된다.Normally, before a color resist (coloring composition) is produced based on these pigments, the pigment is dispersed in a resin or a solution, and a pigment paste (dispersion) is produced. For example, in order to disperse the pigment Y185 solids in a resin or a solution, the following materials are mixed with 7 parts (parts by mass) of the pigment Y185.

아크릴 수지 용액(고형분 20%) 40부 Acrylic resin solution (solid content 20%) 40 parts

분산제 0.5부 0.5 parts dispersant

시클로헥사논 23.0부 Cyclohexanone 23.0 parts

또한, V23, R254 등과 같은 다른 안료에 대해서도, 동일한 수지 또는 용액에 분산되어, 흑색의 안료 분산 페이스트가 생성되어도 된다.Also, for other pigments such as V23, R254 and the like, a black pigment dispersion paste may be produced by dispersing in the same resin or solution.

이하에, 상기 안료 분산 페이스트에 기초하여 흑색 레지스트를 생성하기 위한 조성비를 예시한다.Hereinafter, a composition ratio for producing a black resist on the basis of the pigment dispersion paste will be exemplified.

Y139 페이스트 14.70부 Y139 paste 14.70 parts

V23 페이스트 20.60부 V23 paste 20.60 parts

아크릴 수지 용액 14.00부 Acrylic resin solution 14.00 parts

아크릴 단량체 4.15부 Acrylic monomer 4.15 parts

개시제 0.7부 Initiator 0.7 part

증감제 0.4부 Increase / decrease 0.4 part

시클로헥사논 27.00부 Cyclohexanone 27.00 parts

PGMAC 10.89부 PGMAC 10.89 part

상기 조성비에 의해 블랙 매트릭스(2)에 사용되는 흑색 레지스트가 형성된다.The black resist used for the black matrix 2 is formed by the composition ratio.

블랙 매트릭스(2)의 형성에 사용되는 안료의 주색재인 흑색 레지스트는, 전체 질량비에 대하여 약 58%를 차지하는 자색 안료 V23이다. 유기 안료의 대부분은, 약 광파장 800㎚보다 장파장 영역에서 높은 투과율을 갖는다. 황색 안료 Y139도, 광파장 800㎚보다도 장파장 영역에서 높은 투과율을 갖는 유기 안료이다.The black resist which is the main color material of the pigment used for forming the black matrix 2 is a violet pigment V23 which occupies about 58% of the total mass ratio. Most of the organic pigments have a higher transmittance in the longer wavelength region than the weak light wavelength 800 nm. The yellow pigment Y139 is also an organic pigment having a high transmittance in a long wavelength region than the wavelength of 800 nm.

예를 들어, 흑색 레지스트의 주된 색재는, 100%의 유기 안료로 해도 된다. 또는, 유기 안료를 주색재로 하는 흑색 레지스트에서는, 차광성을 조정하기 위해서, 전체 질량의 40% 이하를 목표로 카본을 첨가해도 된다.For example, the main color material of the black resist may be an organic pigment of 100%. Alternatively, in a black resist using an organic pigment as a main color material, carbon may be added to aim at not more than 40% of the total mass in order to adjust the light shielding property.

상기한 흑색 레지스트를 포함하는 착색 레지스트는, 투명 기판 상에 도포하고, 주지의 포토리소그래피의 프로세스로 패턴 형성할 수 있다. 또는, 예를 들어 노볼락계의 감광성 레지스트를 사용해서 드라이 에칭의 방법으로 패턴 형성할 수 있다.The colored resist containing the black resist described above can be applied on a transparent substrate and pattern-formed by a well-known photolithography process. Alternatively, a pattern can be formed by a dry etching method using, for example, a novolac-based photosensitive resist.

카본을 주된 안료로 하는 흑색 레지스트에서는, 프레임부 이외에 얼라인먼트 마크를 맞춰서 형성하고, 이 얼라인먼트 마크를 사용해서 흑색 레지스트의 도포 후 얼라인먼트는 가능하다. 얼라인먼트 마크는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 광의 파장 850㎚에서의 투과율의 차를 이용하여, 적외선 카메라 등을 사용해서 인식할 수 있다.In a black resist using carbon as a main pigment, alignment marks are formed in alignment with frame portions, and alignment can be performed after application of the black resist using the alignment marks. As shown in Fig. 5, the alignment mark can be recognized by using an infrared camera or the like, for example, using the difference in transmittance at a wavelength of 850 nm.

본 발명의 실시 형태에 관한 액정 표시 장치는, 여러 가지 응용이 가능하다. 본 발명의 액정 표시 장치가 대상으로 할 수 있는 전자 기기로서, 예를 들어 휴대 전화, 휴대형 게임기기, 휴대 정보 단말기, 퍼스널 컴퓨터, 전자 서적, 비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라, 헤드 마운트 디스플레이, 네비게이션 시스템, 음향 재생 장치(카 오디오, 디지털 오디오 플레이어 등), 복사기, 팩시밀리, 프린터, 프린터 복합기, 자동 판매기, 현금 자동 입출금기(ATM), 개인 인증 기기, 광통신 기기 등을 들 수 있다.The liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention can be applied in various applications. Examples of the electronic apparatuses to which the liquid crystal display device of the present invention can be applied include portable telephones, portable game devices, portable information terminals, personal computers, electronic books, video cameras, digital still cameras, head mount displays, A copying machine, a facsimile, a printer, a multifunctional printer, a vending machine, an ATM, a personal authentication device, and an optical communication device.

2 블랙 매트릭스
3 차광층
411 제2 투명 수지층
6 액정층
10 제1 투명 기판
12 제1 투명 수지층(투명 수지층)
13 백라이트 유닛
14 광원
15 편광판
16 포인터
20 개구부(화소 개구부)
21 상부 전극
22 하부 전극
24 금속 배선
25 더미 패턴(금속층)
30 제2 투명 기판
33 절연층
34 처리부
353637 아몰퍼스 실리콘
3151 화소 전극
32 공통 전극
52 대향 전극(공통 전극)
100 표시 장치용 기판(대향 기판)
200 액정 셀
300 어레이 기판
400 액정 표시 장치
R 적색층
G 녹색층
B 청색층
S1 제1 광 센서
S2 제2 광 센서
2 Black Matrix
3 light-shielding layer
411 Second transparent resin layer
6 liquid crystal layer
10 First transparent substrate
12 First transparent resin layer (transparent resin layer)
13 Backlight Unit
14 light source
15 polarizer
16 pointers
20 opening (pixel opening)
21 upper electrode
22 Lower electrode
24 metal wiring
25 Dummy pattern (metal layer)
30 second transparent substrate
33 insulating layer
34 Processor
353637 Amorphous silicon
3151 pixel electrode
32 common electrode
52 counter electrode (common electrode)
100 Substrate for display device (opposing substrate)
200 liquid crystal cell
300 array substrate
400 liquid crystal display
R red layer
G green layer
B blue layer
S1 1st optical sensor
S2 second optical sensor

Claims (8)

제1 투명 기판을 갖고, 상기 제1 투명 기판 상에, 적어도 복수의 화소 개구부를 갖는 블랙 매트릭스와 투명 수지층을 이 순서로 적층하여 이루어지는 대향 기판과,
제2 투명 기판을 갖고, 상기 제2 투명 기판 상에, 적어도 광 센서와, 산화물 반도체를 채널층으로서 구비하는 복수의 능동 소자와, 금속 배선과, 더미 패턴을 배치하여 이루어지는 어레이 기판
을 갖고, 상기 대향 기판과 상기 어레이 기판을, 액정층을 개재하여 마주보도록 접합해서 이루어지는 액정 셀을 구비하고,
상기 블랙 매트릭스는, 광의 파장 680㎚ 이상 800㎚ 이하의 검출 파장 영역에 있어서 투과율이 50% 이상으로 되고, 상기 투과율이 50% 이상으로 되는 파장보다 장파장측에서 더욱 높은 투과율로 되는 투과 특성을 갖고,
상기 광 센서는,
상기 검출 파장 영역을 포함하는 감도 영역을 갖고,
상기 능동 소자보다 상기 액정층에 가까운 위치이며, 상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때 상기 블랙 매트릭스와 겹치게 형성되고,
적어도 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴의 표층은, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고,
상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때, 상기 광 센서의 하부에서 상기 광 센서와 겹치는 영역에 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴이 형성되어 있는, 액정 표시 장치.
A counter substrate which has a first transparent substrate and on which a black matrix having at least a plurality of pixel openings and a transparent resin layer are stacked in this order on the first transparent substrate,
And a second transparent substrate, wherein at least an optical sensor, a plurality of active elements each including an oxide semiconductor as a channel layer, a metal wiring, and an array substrate
And a liquid crystal cell formed by bonding the counter substrate and the array substrate so as to face each other with the liquid crystal layer interposed therebetween,
The black matrix has a transmittance of 50% or more in a detection wavelength range of light having a wavelength of 680 to 800 nm and a transmittance higher than a wavelength at which the transmittance is 50% or more,
The optical sensor includes:
And having a sensitivity region including the detection wavelength region,
Wherein the active matrix substrate is positioned closer to the liquid crystal layer than the active element and overlaps with the black matrix when viewed from a plane from the counter substrate,
Wherein at least the surface layer of the metal wiring and the dummy pattern is made of copper or a copper alloy,
Wherein the metal wiring and the dummy pattern are formed in an area overlapping with the optical sensor at a lower portion of the optical sensor when viewed in plan from the counter substrate.
제1 투명 기판을 갖고, 상기 제1 투명 기판 상에, 적어도 복수의 화소 개구부를 갖고, 가시광 영역과 적외 영역의 광을 차광하는 차광층과, 상기 복수의 화소 개구부에 적색층, 녹색층, 청색층의 착색 화소를 각각 구비하여 이루어지는 컬러 필터와, 블랙 매트릭스와, 투명 수지층을 이 순서로 적층하여 이루어지는 대향 기판과,
제2 투명 기판을 갖고, 상기 제2 투명 기판 상에, 적어도 광 센서와, 산화물 반도체를 채널층으로서 구비하는 복수의 능동 소자와, 금속 배선과, 더미 패턴을 배치하여 이루어지는 어레이 기판
을 갖고, 상기 대향 기판과 상기 어레이 기판을, 액정층을 개재하여 마주보도록 접합해서 이루어지는 액정 셀을 구비하고,
상기 블랙 매트릭스는, 광의 파장 680㎚ 이상 800㎚ 이하의 검출 파장 영역에 있어서 투과율이 50% 이상으로 되고, 상기 투과율이 50% 이상으로 되는 파장보다 장파장측에서 더욱 높은 투과율로 되는 투과 특성을 가짐과 함께, 상기 적색층, 상기 녹색층, 상기 청색층 중 어느 하나와 중첩되는 중첩부를 갖고,
상기 광 센서는,
상기 검출 파장 영역을 포함하는 감도 영역을 갖고,
상기 능동 소자보다 상기 액정층에 가까운 위치이며, 상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때 상기 블랙 매트릭스와 겹치게 형성되고,
적어도 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴의 표층은, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고,
상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때, 상기 광 센서의 하부에서 상기 광 센서와 겹치는 영역에 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴이 형성되어 있는 액정 표시 장치.
A light shielding layer having a first transparent substrate and having at least a plurality of pixel openings and shielding light in a visible light region and an infrared region on the first transparent substrate; A color filter comprising a coloring pixel of a layer, a black matrix, and a transparent resin layer in this order,
And a second transparent substrate, wherein at least an optical sensor, a plurality of active elements each including an oxide semiconductor as a channel layer, a metal wiring, and an array substrate
And a liquid crystal cell formed by bonding the counter substrate and the array substrate so as to face each other with the liquid crystal layer interposed therebetween,
The black matrix has a transmittance of 50% or more in a wavelength range of light of 680 nm to 800 nm and a transmittance of 50% or more and a transmittance higher than that of 50% A red layer, a green layer, and a blue layer, the red layer, the green layer, and the blue layer,
The optical sensor includes:
And having a sensitivity region including the detection wavelength region,
Wherein the active matrix substrate is positioned closer to the liquid crystal layer than the active element and overlaps with the black matrix when viewed from a plane from the counter substrate,
Wherein at least the surface layer of the metal wiring and the dummy pattern is made of copper or a copper alloy,
Wherein the metal wiring and the dummy pattern are formed in an area overlapping with the optical sensor at a lower portion of the optical sensor when viewed in plan from the counter substrate.
제1 투명 기판을 갖고, 상기 제1 투명 기판 상에, 적어도 복수의 화소 개구부를 갖는 블랙 매트릭스와, 상기 복수의 화소 개구부에 적색층, 녹색층, 청색층의 착색 화소를 각각 구비하여 이루어지는 컬러 필터와, 투명 수지층을 이 순서로 적층하여 이루어지는 대향 기판과,
제2 투명 기판을 갖고, 상기 제2 투명 기판 상에, 적어도 광 센서와, 산화물 반도체를 채널층으로서 구비하는 복수의 능동 소자와, 금속 배선과, 더미 패턴을 배치하여 이루어지는 어레이 기판
을 갖고, 상기 대향 기판과 상기 어레이 기판을, 액정층을 개재하여 마주보도록 접합해서 이루어지는 액정 셀을 구비하고,
상기 블랙 매트릭스는, 광의 파장 680㎚ 이상 800㎚ 이하의 검출 파장 영역에 있어서 투과율이 50% 이상으로 되고, 상기 투과율이 50% 이상으로 되는 파장보다 장파장측에서 더욱 높은 투과율로 되는 투과 특성을 가짐과 함께, 상기 적색층, 상기 녹색층, 상기 청색층 중 어느 하나와 중첩되는 중첩부를 갖고,
상기 광 센서는,
상기 검출 파장 영역을 포함하는 감도 영역을 갖고,
상기 능동 소자보다 상기 액정층에 가까운 위치이며, 상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때 상기 블랙 매트릭스와 겹치게 형성되고,
적어도 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴의 표층은, 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고,
상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때, 상기 광 센서의 하부에서 상기 광 센서와 겹치는 영역에 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴이 형성되어 있는 액정 표시 장치.
1. A color filter comprising a first transparent substrate, a black matrix having at least a plurality of pixel openings on the first transparent substrate, and color filters each including red, green and blue coloring pixels in the plurality of pixel openings, And a transparent resin layer in this order,
And a second transparent substrate, wherein at least an optical sensor, a plurality of active elements each including an oxide semiconductor as a channel layer, a metal wiring, and an array substrate
And a liquid crystal cell formed by bonding the counter substrate and the array substrate so as to face each other with the liquid crystal layer interposed therebetween,
The black matrix has a transmittance of 50% or more in a wavelength range of light of 680 nm to 800 nm and a transmittance of 50% or more and a transmittance higher than that of 50% A red layer, a green layer, and a blue layer, the red layer, the green layer, and the blue layer,
The optical sensor includes:
And having a sensitivity region including the detection wavelength region,
Wherein the active matrix substrate is positioned closer to the liquid crystal layer than the active element and overlaps with the black matrix when viewed from a plane from the counter substrate,
Wherein at least the surface layer of the metal wiring and the dummy pattern is made of copper or a copper alloy,
Wherein the metal wiring and the dummy pattern are formed in an area overlapping with the optical sensor at a lower portion of the optical sensor when viewed in plan from the counter substrate.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 블랙 매트릭스는, 주된 색재로서 복수의 유기 안료를 포함하는 액정 표시 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the black matrix comprises a plurality of organic pigments as a main color material.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 산화물 반도체는, 갈륨, 인듐, 아연, 하프늄, 주석, 이트륨, 티타늄, 게르마늄, 실리콘으로부터 2종 이상 선택되는 복합 금속 산화물인 액정 표시 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the oxide semiconductor is a composite metal oxide selected from the group consisting of gallium, indium, zinc, hafnium, tin, yttrium, titanium, germanium and silicon.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 컬러 필터는, 상기 적색층과 상기 블랙 매트릭스가 중첩되는 위치, 상기 녹색층과 상기 블랙 매트릭스가 중첩되는 위치, 상기 청색층과 상기 블랙 매트릭스가 중첩되는 위치 각각에, 상기 중첩부를 갖고,
상기 광 센서가, 평면으로 보아, 상기 적색층, 상기 녹색층, 상기 청색층의 각각의 착색 화소의 하부와, 상기 중첩부의 하부에 구비되는 액정 표시 장치.
The method according to claim 2 or 3,
Wherein the color filter has the overlap portion at a position where the red layer and the black matrix overlap each other, a position where the green layer overlaps the black matrix, and a position where the blue layer and the black matrix overlap each other,
Wherein the optical sensor is provided at a lower portion of each coloring pixel of the red layer, the green layer, and the blue layer and a lower portion of the overlapping portion in plan view.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 액정 셀의 상기 대향 기판과는 반대측에 설치되고, 적어도 680㎚보다도 긴 파장 영역의 광을 발광하는 백라이트 유닛을 더 구비하는 액정 표시 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And a backlight unit provided on a side of the liquid crystal cell opposite to the counter substrate and emitting light in a wavelength region longer than at least 680 nm.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때 상기 화소 개구부와 겹치게 형성되고, 적어도 가시광 영역에 감도 영역을 갖는 광 센서를 더 구비하는 액정 표시 장치.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
And a photosensor formed to overlap with the pixel opening when viewed from a plane of the counter substrate and having a sensitivity region in at least a visible light region.
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