KR20160017060A - 액정 표시 장치 - Google Patents

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.

Description

액정 표시 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 광 센서를 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 특히 광 센서의 적외 영역의 감도를 향상시킬 수 있는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

본원은, 2013년 7월 5일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2013-142043호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

일본 특허 공개 2009-129397호 공보 일본 특허 공개 2013-008991호 공보 일본 특허 공개 평 10-307303호 공보

본 발명은 이러한 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것이며, 광 센싱을 사용하면서, 감도가 우수한 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 몇 가지의 형태는, 다음과 같은 액정 표시 장치를 제공하였다.

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 배선을 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. 상기 금속 배선은, 적어도 그 표층이 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고, 상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때, 상기 광 센서와 겹치는 영역을 매립하도록 형성되어 있다.

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 배선을 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. 상기 금속 배선은, 적어도 그 표층이 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고, 상기 대향 기판으로부터 평면에서 보았을 때, 상기 광 센서와 겹치는 영역을 매립하도록 형성되어 있다.

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 배선을 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. 상기 금속 배선은, 적어도 그 표층이 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고, 상기 대향 기판으로부터 평면에서 보았을 때, 상기 광 센서와 겹치는 영역을 매립하도록 형성되어 있다.

본 발명의 상기 형태의 액정 표시 장치에 있어서는, 상기 블랙 매트릭스는, 주된 색재로서 복수의 유기 안료를 포함하는 것이 바람직하다.

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.

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.

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.

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.

본 발명의 액정 표시 장치에 의하면, 광 센싱을 사용하면서, 감도가 우수한 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능해진다.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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, 근시외 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

<제1 실시 형태>

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.

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.

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).

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.

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.

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.

도 2는, 도 3의 B-B’선을 따른 단면을 도시하는 단면도이다.

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.

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.

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.

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.

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.

제1 광 센서 S1은, 하부 전극(22)으로부터 콘택트 홀(23) 및 금속 배선(20)을 개재하여, 전극(24)과 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.

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.

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.

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.

도 6은, 도 3의 A-A’선을 따른 단면도이며, 액정 표시 장치로서의 구성을 설명한다. 또한, 액정층의 구동용 트랜지스터나 편광판, 배향막 등의 도시는 생략하였다.

도 6의 액정층(6)의 액정 분자는, 어레이 기판(30)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.

<제2 실시 형태>

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

제1 광 센서 S1과 제2 광 센서 S2의 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.

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.

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.

제1 광 센서 S1을, 적외선 수광의 센싱에 적용할 수 있다. 적색·녹색·청색의 발광도 병용하여, 수광 데이터에 반영하면 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.

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.

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.

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.

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.

<제3 실시 형태>

제3 실시 형태는, 블랙 매트릭스(2)를, 적색층 R의 패턴, 녹색층 G의 패턴, 청색층 B의 패턴의 형성에 앞서 형성하는 본 발명의 일 실시 형태이다.

도 13에, 제3 실시 형태의 액정 표시 장치의 부분 단면도를 도시하였다.

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.

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.

<구성 재료의 예시>

이하에, 상술한 각 실시 형태에 나타난 액정 장치의 각 부재에 있어서의 구성 재료의 일례를 열기한다.

(투명 수지)

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.

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.

(알칼리 가용성 수지)

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.

(아크릴 수지)

본 실시 형태에 사용하는 것이 가능한 투명 수지의 대표로서, 이하의 아크릴계 수지가 예시된다.

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.

또한, 예시된 이들 단량체는, 단독으로 사용 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

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.

(유기 안료)

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.

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.

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.

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.

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.

(차광층 및 블랙 매트릭스의 색재)

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.

예를 들어, 가시광 파장 영역은, 약 광파장 400㎚ 내지 700㎚의 범위이다.

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.

(차광층에 적용되는 흑색 레지스트의 예)

차광층에 사용되는 흑색 페이스트(분산체)의 제조예에 대해서 설명한다.

다음 조성의 혼합물이 균일하게 교반 혼합되고, 비즈 밀 분산기로 교반되어, 흑색 페이스트가 제작된다. 각각의 조성은, 질량부로 나타낸다.

카본 안료 20부

분산제 8.3부

구리 프탈로시아닌 유도체 1.0부

프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트 71부

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.

흑색 페이스트 25.2부

아크릴 수지 용액 18부

디펜타에리트리톨펜타 및 헥사아크릴레이트 5.2부

광중합 개시제 1.2부

증감제 0.3부

레벨링제 0.1부

시클로헥사논 25부

프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트 25부

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.

(블랙 매트릭스에 사용되는 흑색 레지스트의 예)

블랙 매트릭스(2)에 사용되는 유기 안료의 혼합예를 이하에 나타내었다.

C.I.피그먼트 레드254(이하, R254라고 약기함)

C.I.피그먼트 옐로우185(이하, Y185라고 약기함)

C.I.피그먼트 바이올렛23(이하, V23이라고 약기함)

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.

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 차광층(14)에 포함되는 안료의 양을 늘리거나, 또는 블랙 매트릭스(2)의 막 두께를 두껍게 함으로써 극히 용이하게 실현 가능하다.

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.

R254의 질량 비율(%)은, 예를 들어 15 내지 40%의 범위에 속하는 것으로 해도 된다.

Y185의 질량 비율(%)은, 예를 들어 10 내지 30%의 범위에 속하는 것으로 해도 된다.

V23의 질량 비율(%)은, 예를 들어 75 내지 30%의 범위에 속하는 것으로 해도 된다.

상기한 녹색 안료나 청색 안료를 더욱 가함으로써, V23의 전체 안료에서의 질량 비율을 낮출 수 있다.

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 차광층(14)의 투과율이 약간 높아지는 것을 방지하는(분광 특성에 있어서의 투과율 0%의 베이스 라인으로부터 블랙 매트릭스 BM의 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.

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.

아크릴 수지 용액(고형분 20%) 40부

분산제 0.5부

시클로헥사논 23.0부

또한, V23, R254 등과 같은 다른 안료에 대해서도, 동일한 수지 또는 용액에 분산되어, 흑색의 안료 분산 페이스트가 생성되어도 된다.

이하에, 상기 안료 분산 페이스트에 기초하여 흑색 레지스트(2)를 생성하기 위한 조성비를 예시한다.

Y139 페이스트 14.70부

V23 페이스트 20.60부

아크릴 수지 용액 14.00부

아크릴 단량체 4.15부

개시제 0.7부

증감제 0.4부

시클로헥사논 27.00부

PGMAC 10.89부

상기 조성비에 의해 블랙 매트릭스(2)에 사용되는 흑색 레지스트가 형성된다.

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.

예를 들어, 흑색 레지스트의 주된 색재는, 100%의 유기 안료로 해도 된다. 또는, 유기 안료를 주색재로 하는 흑색 레지스트(2)에서는, 차광성을 조정하기 위해서, 전체 질량의 40% 이하를 목표로 카본을 첨가해도 된다.

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.

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.

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.

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 표시부
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

Claims (8)

1. 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 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 센서와 겹치는 영역을 매립하도록 상기 금속 배선 및 상기 더미 패턴이 형성되어 있는 액정 표시 장치.
2. 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 배선을 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 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,
   상기 금속 배선은,
   적어도 그 표층이 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고,
   상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때, 상기 광 센서와 겹치는 영역을 매립하도록 형성되어 있는 액정 표시 장치.
3. 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 배선을 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 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,
   상기 금속 배선은,
   적어도 그 표층이 구리 또는 구리 합금으로 이루어지고,
   상기 대향 기판으로부터 평면으로 보았을 때, 상기 광 센서와 겹치는 영역을 매립하도록 형성되어 있는 액정 표시 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 블랙 매트릭스는, 주된 색재로서 복수의 유기 안료를 포함하는 액정 표시 장치.
5. 제1항 내지 제4항 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.
6. 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.
7. 제1항 내지 제6항 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.
8. 제1항 내지 제5항, 또는 제7항 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.

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