JP2008152018A - Electro-optical device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気光学装置及び電気光学装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an electro-optical device and a method for manufacturing the electro-optical device.
液晶表示装置は、一対の基板と一対の基板に挟持された液晶層とを主体として構成されている。そして、例えば透過型の液晶表示装置では、一方の基板の外側からバックライト光を照射し、このバックライト光を変調して画像の表示を行っている。
このような液晶表示装置では、例えば屋外のように環境光の強度が高いときと屋内のように環境光の強度が低いときとで照明光の強度を制御することがある。この液晶表示装置として、環境光を受光する受光素子を備えたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In such a liquid crystal display device, for example, the intensity of illumination light may be controlled when the intensity of ambient light is high, such as outdoors, and when the intensity of ambient light is low, such as indoors. As this liquid crystal display device, one having a light receiving element for receiving ambient light has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記従来の液晶表示装置においても、以下の課題が残されている。すなわち、受光素子における感度の波長特性は、受光素子を構成する材料に依存する。そのため、受光素子による外光の検出強度と人の視感度とが異なり、照明光の強度の制御を適切に行えないという問題がある。 However, the following problems remain in the conventional liquid crystal display device. That is, the wavelength characteristic of sensitivity in the light receiving element depends on the material constituting the light receiving element. Therefore, the detection intensity of external light by the light receiving element is different from human visibility, and there is a problem that the intensity of illumination light cannot be controlled appropriately.
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、照明光の輝度調整を適切に行える電気光学装置及び電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides an electro-optical device that can appropriately adjust the luminance of illumination light and a method for manufacturing the electro-optical device.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる電気光学装置は、一対の基板の間に電気光学層が挟持され、該電気光学層の形成領域に画像表示領域が設けられた電気光学装置であって、前記一方の基板が、前記画像表示領域の外周部の少なくとも一部に設けられたPIN構造の受光素子を有すると共に、前記一対の基板のいずれかが、平面視で前記受光素子と重なる緑色フィルタ層を有することを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, an electro-optical device according to the present invention is an electro-optical device in which an electro-optical layer is sandwiched between a pair of substrates, and an image display region is provided in a formation region of the electro-optical layer, and the one substrate Has a light receiving element having a PIN structure provided on at least a part of the outer peripheral portion of the image display area, and one of the pair of substrates has a green filter layer overlapping the light receiving element in plan view. Features.
この発明では、受光素子が緑色フィルタ層を透過した環境光を受光することで、受光素子の検出感度の波長特性を人の視感度に近づけ、照明光の輝度調整を適切に行うことができる。
すなわち、人の視感度が緑色光の波長帯において高くなっているので、緑色フィルタ層を透過した緑色の環境光を受光素子で受光させることにより、人の感度特性に近い検出結果を得ることができる。したがって、照明光の輝度調整をより適切に行える。
ここで、受光素子を画像表示領域における画像表示に寄与しない画像表示領域の外周部に設けることで、スペースを有効利用することができる。
In this invention, when the light receiving element receives the environmental light transmitted through the green filter layer, the wavelength characteristic of the detection sensitivity of the light receiving element can be brought close to human visual sensitivity, and the luminance of the illumination light can be adjusted appropriately.
In other words, since human visibility is high in the wavelength band of green light, a detection result close to human sensitivity characteristics can be obtained by receiving the green ambient light transmitted through the green filter layer with the light receiving element. it can. Therefore, the brightness adjustment of the illumination light can be performed more appropriately.
Here, by providing the light receiving element on the outer periphery of the image display area that does not contribute to the image display in the image display area, the space can be used effectively.
また、本発明にかかる電気光学装置は、前記受光素子と、前記電気光学層を駆動する駆動素子とが、同一層上に形成されていることが好ましい。
この発明では、受光素子と駆動素子とを同一工程で形成することができるので、製造工程を大きく増加させることなく受光素子を形成することができる。
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the light receiving element and a driving element for driving the electro-optical layer are formed on the same layer.
In the present invention, since the light receiving element and the drive element can be formed in the same process, the light receiving element can be formed without greatly increasing the number of manufacturing steps.
また、本発明にかかる電気光学装置は、前記画像表示領域が平面視でほぼ矩形状を有しており、前記受光素子が、前記外周部のうち少なくとも2辺に形成されていることが好ましい。
この発明では、平面視でほぼ矩形状の画像表示領域の外周部のうち少なくとも2辺に形成することで、受光素子の受光面積が増大し、より精度のよい環境光の検出が行える。
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, it is preferable that the image display region has a substantially rectangular shape in plan view, and the light receiving elements are formed on at least two sides of the outer peripheral portion.
In the present invention, the light receiving area of the light receiving element is increased by forming it on at least two sides of the outer peripheral portion of the substantially rectangular image display region in plan view, and environmental light can be detected with higher accuracy.
また、本発明にかかる電気光学装置は、前記電気光学層が、液晶層であり、前記一対の基板が、シール材によって貼り合わされていることとしてもよい。
この発明では、一対の基板をシール材で貼り合わせると共に一対の基板及びシール材により液晶層を封止することで、液晶装置として機能する。
In the electro-optical device according to the invention, the electro-optical layer may be a liquid crystal layer, and the pair of substrates may be bonded together with a sealing material.
In this invention, a pair of substrates are bonded together with a sealing material, and the liquid crystal layer is sealed with the pair of substrates and the sealing material, thereby functioning as a liquid crystal device.
また、本発明にかかる電気光学装置は、前記受光素子が、前記シール材の形成領域よりも内側に形成されていることが好ましい。
この発明では、画像表示領域の外周部とシール材の内側との間であって画像表示に寄与しない領域に受光素子を設けることで、スペースの有効利用が図れる。
In the electro-optical device according to the invention, it is preferable that the light receiving element is formed inside a region where the sealing material is formed.
According to the present invention, the space can be effectively used by providing the light receiving element in a region between the outer peripheral portion of the image display region and the inner side of the sealing material that does not contribute to image display.
また、本発明にかかる電気光学装置は、前記一対の基板のいずれかが、前記緑色フィルタと、前記画像表示領域を構成する画素領域で表示される色に対応して設けられたカラーフィルタ層とを有し、前記緑色フィルタ層と前記カラーフィルタ層とが、同一層上に形成されていることが好ましい。
この発明では、カラーフィルタ層と緑色フィルタ層とを同一層上に形成することで、製造工程を増加させることなく緑色フィルタ層を形成することができる。
Also, the electro-optical device according to the present invention includes a green filter and a color filter layer provided corresponding to a color displayed in a pixel area constituting the image display area. Preferably, the green filter layer and the color filter layer are formed on the same layer.
In this invention, a green filter layer can be formed without increasing a manufacturing process by forming a color filter layer and a green filter layer on the same layer.
また、本発明にかかる電気光学装置の製造方法は、一対の基板の間に電気光学層が挟持され、該電気光学層の形成領域に画像表示領域が設けられた電気光学装置の製造方法であって、前記一方の基板に前記電気光学層を駆動する駆動素子を形成すると共に、前記画像表示領域の外周部の少なくとも一部にPIN構造の受光素子を形成する工程と、前記一対の基板のいずれかに、平面視で前記受光素子と重なる緑色フィルタ層を形成する工程とを備え、前記駆動素子と前記受光素子とを、同一層上に形成することを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、検出感度の波長特性を人の視感度に近づけ、照明光の輝度調整を適切に行うことができる。ここで、駆動素子と受光素子とを同一層上に形成しているので、駆動素子と受光素子とを同一工程で形成でき、製造工程の簡略化が図れる。
The method for manufacturing an electro-optical device according to the present invention is a method for manufacturing an electro-optical device in which an electro-optical layer is sandwiched between a pair of substrates, and an image display region is provided in the formation region of the electro-optical layer. Forming a driving element for driving the electro-optic layer on the one substrate, and forming a light receiving element having a PIN structure on at least a part of the outer periphery of the image display region, and either of the pair of substrates. And a step of forming a green filter layer that overlaps the light receiving element in plan view, wherein the driving element and the light receiving element are formed on the same layer.
In the present invention, as described above, the wavelength characteristic of the detection sensitivity can be brought close to the human visual sensitivity, and the luminance of the illumination light can be adjusted appropriately. Here, since the drive element and the light receiving element are formed on the same layer, the drive element and the light receiving element can be formed in the same process, and the manufacturing process can be simplified.
[第1の実施形態]
以下、本発明における電気光学装置の第1の実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。ここで、図1は液晶表示装置を示す(a)が平面構成図、(b)が(a)のA−A矢視断面図、図2は液晶表示装置を示す等価回路図、図3はサブ画素領域を示す断面図、図4は画像表示領域の外周部を示す断面図、図5は画像表示領域の外部を示す断面図である。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of an electro-optical device according to the invention will be described with reference to the drawings. In each drawing used in the following description, the scale is appropriately changed to make each member a recognizable size. 1A shows a liquid crystal display device, FIG. 1A is a plan view, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2A, FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing the liquid crystal display device, and FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the outer periphery of the image display area, and FIG. 5 is a cross-sectional view showing the outside of the image display area.
〔液晶表示装置〕
本実施形態における液晶表示装置(電気光学装置)1は、透過型のカラー液晶表示装置であって、R(赤)、G(緑)、B(青)の各色光を出力する3個のサブ画素領域で1個の画素を構成する液晶表示装置である。ここで、表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域(画素領域)」と称する。
[Liquid Crystal Display]
A liquid crystal display device (electro-optical device) 1 according to this embodiment is a transmissive color liquid crystal display device, and includes three sub-lights that output light of each color of R (red), G (green), and B (blue). This is a liquid crystal display device in which one pixel is formed in a pixel region. Here, the display area which is the minimum unit constituting the display is referred to as a “sub-pixel area (pixel area)”.
まず、液晶表示装置1の概略構成について説明する。液晶表示装置1は、図1(a)、(b)に示すように、素子基板(一方の基板)11と、素子基板11に対向配置された対向基板(他方の基板)12と、素子基板11及び対向基板12に挟持された液晶層(電気光学層)13とを備えている。また、液晶表示装置1は、素子基板11及び対向基板12をシール材14で貼り合わせており、液晶層13をシール材14で区画された領域内に封止している。そして、液晶表示装置1は、シール材14の内側領域に設けられた平面視(対向基板12側から素子基板11を見た状態)でほぼ矩形状の画像表示領域15を有している。
また、液晶表示装置1は、シール材14の外側領域に設けられたデータ線駆動回路16及び走査線駆動回路17と、データ線駆動回路16及び走査線駆動回路17と導通する接続端子18と、走査線駆動回路17を接続する配線19とを備えている。
First, a schematic configuration of the liquid
Further, the liquid
そして、液晶表示装置1の画像表示領域15には、図1及び図2に示すように、複数のサブ画素領域20がマトリックス状に配置されている。
複数のサブ画素領域20には、図2に示すように、それぞれ画素電極21と、画素電極21をスイッチング制御するためのTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)素子(駆動素子)22とが設けられている。また、画像表示領域15には、複数のデータ線23及び走査線24が格子状に配置されている。
In the
As shown in FIG. 2, each of the plurality of
TFT素子22は、ソースがデータ線23に接続され、ゲートが走査線24に接続され、ドレインが画素電極21に接続されている。そして、データ線23は、データ線駆動回路16に接続されており、データ線駆動回路16から供給される画像信号S1、S2、…、Snを各サブ画素領域20に供給する構成となっている。また、走査線24は、走査線駆動回路17に接続されており、走査線駆動回路17から供給される走査信号G1、G2、…、Gmを各サブ画素領域20に供給する構成となっている。ここで、データ線駆動回路16は、画像信号S1〜Snをこの順に線順次で供給してもよく、互いに隣接する複数のデータ線23同士に対してグループごとに供給してもよい。また、走査線駆動回路17は、走査信号G1〜Gmを所定のタイミングでパルス的に線順次で供給する。
The
液晶表示装置1は、スイッチング素子であるTFT素子22が走査信号G1〜Gmの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線23から供給される画像信号S1〜Snが所定のタイミングで画素電極21に書き込まれる構成となっている。そして、画素電極21を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1〜Snは、画素電極21と液晶層13を介して対向配置された後述する共通電極75との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号S1〜Snがリークすることを防止するため、画素電極21と共通電極75との間に形成される液晶容量と並列接続されるように蓄積容量25が付与されている。この蓄積容量25は、TFT素子22のドレインと容量線26との間に設けられている。
In the liquid
次に、液晶表示装置1の詳細な構成について、図3から図5を参照しながら説明する。
液晶表示装置1は、図3から図5に示すように、素子基板11の外側(液晶層13と反対側)に設けられた偏光板27と、対向基板12の外側に設けられた偏光板28と、偏光板27の外側に設けられて素子基板11の外面側から照明光を照射する照明装置(図示略)とを備えている。また、液晶表示装置1は、対向基板12の外側(液晶層13と反対側)から環境光が入射する構成となっている。
Next, a detailed configuration of the liquid
As shown in FIGS. 3 to 5, the liquid
素子基板11は、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料で構成された基板本体31と、基板本体31の内側(液晶層13側)の表面に順次積層された下地保護膜32、ゲート絶縁膜33、第1層間絶縁膜34、第2層間絶縁膜35及び配向膜36とを備えている。
また、素子基板11は、サブ画素領域20において、図3に示すように、下地保護膜32の内側の表面に配置された半導体層41及び容量電極42と、ゲート絶縁膜33の内側の表面に配置された走査線24及び容量線26と、第1層間絶縁膜34の内側の表面に配置されたデータ線23及び接続電極43と、第2層間絶縁膜35の内側の表面に配置された画素電極21とを備えている。
そして、素子基板11は、画像表示領域15の外周部において、図4に示すように、下地保護膜32の内側の表面に配置された半導体層45と、第1層間絶縁膜34の内側の表面に配置された取出電極46、47とを備えている。
さらに、素子基板11は、画像表示領域15の外部において、図5に示すように、下地保護膜32の内側の表面に配置された半導体層51、52と、ゲート絶縁膜33の内側の表面に配置されたゲート電極53、54と、第1層間絶縁膜34の内側の表面に配置されたソース電極55、56及びドレイン電極57、58とを備えている。
The
Further, the
The
Further, the
下地保護膜32は、例えばSiO2(酸化シリコン)などの透光性のシリコン酸化物で構成されており、基板本体31の内側の表面を被覆している。なお、下地保護膜32は、SiO2に限らず、SiOx(シリコン酸化物)やSiN(窒化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)、セラミックス薄膜などの絶縁材料で構成されてもよい。
ゲート絶縁膜33は、例えばSiO2などの透光性材料で構成されており、下地保護膜32上に形成された半導体層41、45、51、52及び容量電極42を覆うように設けられている。
The base
The
第1層間絶縁膜34は、図3から図5に示すように、例えばSiO2などの透光性材料で構成されており、ゲート絶縁膜33及びゲート絶縁膜33上に形成された走査線24、容量線26及びゲート電極53、54を覆うように設けられている。
第2層間絶縁膜35は、例えばSiO2などの透光性材料で構成されており、第1層間絶縁膜34及び第1層間絶縁膜34上に形成されたデータ線23、接続電極43、ソース電極55、56及びドレイン電極57、58を覆うように設けられている。
配向膜36は、例えばポリイミドなどの樹脂材料で構成されており、第2層間絶縁膜35及び第2層間絶縁膜35上に形成された画素電極21を覆うように設けられている。また、配向膜36の表面には、液晶層13を構成する液晶分子の初期配向状態を規制する配向処理が施されている。
As shown in FIGS. 3 to 5, the first
The second
The
半導体層41は、図3に示すように、平面視でゲート絶縁膜33を介してデータ線23と重なる領域に部分的に形成され、ポリシリコンなどの半導体で構成されている。そして、半導体層41は、平面視でゲート絶縁膜33を介して走査線24と重なる領域にチャネル領域41aが設けられている。
また、半導体層41には、TFT素子22がLDD(Lightly Doped Drain)構造を採用していることから、ソース領域及びドレイン領域に不純物濃度が相対的に高い高濃度領域と相対的に低い低濃度(LDD)領域とがそれぞれ形成されている。すなわち、半導体層41には、ソース領域に低濃度ソース領域41b及び高濃度ソース領域41cが形成され、ドレイン領域に低濃度ドレイン領域41d及び高濃度ドレイン領域41eが形成されている。そして、半導体層41を主体として、TFT素子22が構成される。
これら低濃度ソース領域41b、高濃度ソース領域41c、低濃度ドレイン領域41d及び高濃度ドレイン領域41eは、ポリシリコンに不純物イオンを打ち込むことによって形成されている。なお、チャネル領域41aは、ポリシリコンに不純物イオンを打ち込まないことによって形成される。
As shown in FIG. 3, the
In addition, since the
These low-
容量電極42は、平面視でゲート絶縁膜33を介して容量線26と重なる領域に部分的に形成され、半導体層41と同様にポリシリコンなどの半導体で構成されている。そして、容量電極42は、半導体層41の高濃度ドレイン領域41eと連続して形成されている。なお、容量電極42は、ポリシリコンに不純物イオンを打ち込むことによって形成されている。
The
走査線24は、平面視で矩形状のサブ画素領域20の短軸方向に沿って配置されており、例えばAlなどの金属材料で構成されている。また、走査線24のうち平面視でゲート絶縁膜33を介してチャネル領域41aと重なる領域は、ゲート電極として機能する。
容量線26は、平面視でサブ画素領域20の短軸方向に沿って配置されており、走査線24と同様に例えばAlなどの金属材料で構成されている。また、容量線26は、平面視でゲート絶縁膜33を介して対向配置された容量電極42とにより、蓄積容量25を構成する。
The
The
データ線23は、平面視でサブ画素領域20の長軸方向に沿って配置されており、例えばAlなどの金属材料で構成されている。また、データ線23は、ゲート絶縁膜33及び第1層間絶縁膜34を貫通するコンタクトホールH1を介して半導体層41の高濃度ソース領域41cに接続されている。
以上より、走査線24、容量線26及びデータ線23は、平面視でほぼ格子状に配線されている。
接続電極43は、ゲート絶縁膜33及び第1層間絶縁膜34を貫通するコンタクトホールH2を介して半導体層41の高濃度ドレイン領域41eに接続されている。
The
As described above, the
The
画素電極21は、平面視でほぼ矩形状であって、例えばITO(酸化インジウムスズ)などの透光性の導電材料で構成されている。また、画素電極21は、第2層間絶縁膜35を貫通するコンタクトホールH3を介して接続電極43に接続されている。これにより、画素電極21は、TFT素子22のドレインと接続されることとなる。
The
半導体層45は、図4に示すように、平面視でほぼ矩形状の画像表示領域15の外周部のうち3辺に平面視でほぼコ字状となるように設けられている。また、半導体層45は、半導体層41と同様に、ポリシリコンなどの半導体で構成されている。そして、半導体層45には、画像表示領域15の内側から順に配置された真性領域45aとp型領域45bとn型領域45cとが設けられている。真性領域45aは、不純物イオンを打ち込まないことによって形成されている。また、p型領域45b及びn型領域45cは、それぞれp型、n型の不純物イオンを打ち込むことで形成されている。
As shown in FIG. 4, the
取出電極46、47は、例えばAlなどの金属材料で構成されている。また、取出電極46は、ゲート絶縁膜33及び第1層間絶縁膜34を貫通するコンタクトホールH4を介して半導体層45のp型領域45bに接続されている。同様に、取出電極47は、コンタクトホールH5を介して半導体層45のn型領域45cに接続されている。
これら半導体層45及び取出電極46、47により、受光素子48が形成される。ここで、受光素子48は、検出した環境光の強度情報を上記照明装置の制御部に出力する構成となっている。そして、照明装置は、この強度情報に基づいて、照明光の強度を調整する。
The
The
半導体層51、52は、図5に示すように、それぞれ画像表示領域15の外部に形成されており、半導体層41、45と同様に、ポリシリコンなどの半導体で構成されている。そして、半導体層51には、チャネル領域51a、低濃度ソース領域51b、高濃度ソース領域51c、低濃度ドレイン領域51d及び高濃度ドレイン領域51eが形成されている。また、半導体層52には、チャネル領域52a、ソース領域52b及びドレイン領域52cが形成されている。
ゲート電極53、54は、例えばAlなどの金属材料で構成されている。また、ゲート電極53は、平面視でゲート絶縁膜33を介して半導体層51のチャネル領域51aと重なっている。同様に、ゲート電極54は、平面視でゲート絶縁膜33を介して半導体層52のチャネル領域52aと重なっている。
As shown in FIG. 5, the semiconductor layers 51 and 52 are formed outside the
The
ソース電極55、56及びドレイン電極57、58は、例えばAlなどの金属材料で構成されている。また、ソース電極55は、ゲート絶縁膜33及び第1層間絶縁膜34を貫通するコンタクトホールH6を介して半導体層51の高濃度ソース領域51cに接続されている。同様に、ソース電極56はコンタクトホールH7を介して半導体層52のソース領域52bに接続されており、ドレイン電極57はコンタクトホールH8を介して半導体層51の高濃度ドレイン領域51eに接続されており、ドレイン電極58はコンタクトホールH9を介して半導体層52のドレイン領域52cに接続されている。
これら半導体層51、ゲート電極53、ソース電極55及びドレイン電極57により、データ線駆動回路16を構成するTFT素子61が構成される。また、半導体層52、ゲート電極54、ソース電極56及びドレイン電極58により、データ線駆動回路16を構成するTFT素子62が構成される。
The
The
一方、対向基板12は、図3及び図4に示すように、例えばガラスや石英、プラスチックなどの透光性材料で構成された基板本体71と、基板本体71の内側(液晶層13側)の表面に順次積層された遮光膜72、カラーフィルタ層73、緑色フィルタ層74、共通電極75、配向膜76とを備えている。
遮光膜72は、基板本体71の表面のうち平面視でサブ画素領域20の縁部と重なる領域に形成されており、サブ画素領域20を縁取っている。
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the
The
カラーフィルタ層73は、各サブ画素領域20に対応して配置されており、例えばアクリルなどで構成されて各サブ画素領域20で表示する色に対応する色材を含有している。
緑色フィルタ層74は、図4に示すように、画像表示領域15の外周部に対応して配置されている。また、緑色フィルタ層74は、カラーフィルタ層73と同一層で一体的に形成されており、カラーフィルタ層73のうちサブ画素領域20のGの色光を出力するサブ画素領域における色材と同一の色材を用いて形成されている。なお、画像表示領域15とシール材14との間の領域のうち緑色フィルタ層74が設けられていない部分には、周辺見切(図示略)が設けられている。
The
As shown in FIG. 4, the
共通電極75は、図3及び図4に示すように、画素電極21と同様に、例えばITOなどの透光性導電材料で構成されている。そして、共通電極75は、遮光膜72及び基板本体71を覆うように設けられている。
配向膜76は、配向膜76と同様に、例えばポリイミドなどの樹脂材料で構成されており、共通電極75を覆うように設けられている。また、配向膜76の表面には、配向方向を配向膜36の配向方向と反平行とした配向処理が施されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
Similar to the
液晶層13は、正の誘電率異方性を有する液晶を用いたTN(Twisted Nematic)モードで動作する構成となっている。
偏光板27、28は、その透過軸が互いにほぼ直交するように設けられている。ここで、偏光板27、28の内側の一方または双方には、光学補償フィルム(図示略)を配置してもよい。光学補償フィルムを配置することで、液晶表示装置1を斜視した場合の液晶層13の位相差を補償することができ、光漏れを減少させてコントラストを増加させることができる。光学補償フィルムとしては、負の一軸性媒体と正の一軸性媒体とを組み合わせたものや、各方向の屈折率がnx>nz>nyである二軸性媒体が用いられる。
The
The
〔液晶表示装置の製造方法〕
次に、以上のような構成の液晶表示装置1の製造方法について、図6から図8を参照しながら説明する。ここで、図6から図8は、素子基板11の製造工程を示す工程図である。
まず、基板本体31上に下地保護膜32を形成する。ここでは、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学蒸着)法やスパッタ法などを用いて下地保護膜32を形成する(図6(a))。
[Manufacturing method of liquid crystal display device]
Next, a method for manufacturing the liquid
First, the base
次に、下地保護膜32上に半導体層41、45、51、52を形成する。ここでは、最初にPECVD(Plasma Enhancement Chemical Vapor Deposition:プラズマCVD)法などを用いてアモルファスシリコンからなる非晶質半導体層を堆積する。そして、例えばXeCl(キセノンクロライド)のエキシマレーザなど照射して非晶質半導体層を結晶化させて、多結晶半導体層を形成する。次に、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングし、半導体層41、45、51、52を形成する(図6(b))。
Next, semiconductor layers 41, 45, 51, 52 are formed on the base
続いて、半導体層41、42、45、51、52及び下地保護膜32を被覆するゲート絶縁膜33を形成する。ここでは、CVD法などを用いてゲート絶縁膜33を形成する。
次に、容量電極42に低濃度の不純物イオンを注入する。ここでは、半導体層41を被覆するレジスト層81Aをゲート絶縁膜33上に形成する。また、半導体層45を被覆するレジスト層81Bをゲート絶縁膜33上に形成する。そして、半導体層51を被覆するレジスト層81Cをゲート絶縁膜33上に形成する。さらに、半導体層52を被覆するレジスト層81Dをゲート絶縁膜33上に形成する。
そして、レジスト層81A〜81Dの開口領域に約0.1×1013/cm2から約10×1013/cm2のドーズ量で低濃度の不純物イオン(リンイオン)を注入する。このとき、レジスト層81A〜81Dが、マスクとして機能する。その後、レジスト層81A〜81Dを除去する。これにより、容量電極42が形成される(図6(c))。
Subsequently, a
Next, low concentration impurity ions are implanted into the
Then, low-concentration impurity ions (phosphorus ions) are implanted into the opening regions of the resist layers 81 </ b> A to 81 </ b> D with a dose amount of about 0.1 × 10 13 / cm 2 to about 10 × 10 13 / cm 2 . At this time, the resist
続いて、半導体層41、45、51に高濃度の不純物イオンを注入する。ここでは、半導体層41のうちチャネル領域41a、低濃度ソース領域41b及び低濃度ドレイン領域41dとなる領域を被覆するレジスト層82Aと、容量電極42被覆するレジスト層82Bとをゲート絶縁膜33上に形成する。また、半導体層45のうち真性領域45a及びn型領域45cとなる領域を被覆するレジスト層82Cをゲート絶縁膜33上に形成する。そして、半導体層51のうちチャネル領域51a、低濃度ソース領域51b及び低濃度ドレイン領域51dとなる領域を被覆するレジスト層82Dをゲート絶縁膜33上に形成する。さらに、半導体層52の全面を被覆するレジスト層82Eをゲート絶縁膜33上に形成する。
そして、レジスト層82A〜82Eの開口領域に約0.1×1015/cm2から約10×1015/cm2のドーズ量で高濃度の不純物イオン(リンイオン)を注入する。このとき、レジスト層82A〜82Eが、マスクとして機能する。その後、レジスト層82A〜82Eを除去する。これにより、高濃度ソース領域41c及び高濃度ドレイン領域41eと、p型領域45bと、高濃度ソース領域51c及び高濃度ドレイン領域51eとが形成される(図7(a))。
Subsequently, high-concentration impurity ions are implanted into the semiconductor layers 41, 45, 51. Here, a resist
Then, high-concentration impurity ions (phosphorus ions) are implanted into the opening regions of the resist layers 82 </ b> A to 82 </ b> E at a dose of about 0.1 × 10 15 / cm 2 to about 10 × 10 15 / cm 2 . At this time, the resist
次に、ゲート絶縁膜33上に走査線24、容量線26及びゲート電極53、54を形成する。ここでは、ゲート絶縁膜33上にスパッタ法などを用いて走査線24及びゲート電極53、54を構成する金属膜を形成し、フォトリソグラフィ技術などを用いてこの金属膜をパターニングし、走査線24及びゲート電極53、54を形成する(図7(b))。
Next, the
続いて、半導体層41、51及び容量電極42に低濃度の不純物イオンを注入する。ここでは、半導体層45の全面と半導体層52の全面とを被覆するレジスト層83A、83Bをゲート絶縁膜33上に形成する。
そして、レジスト層83A、83Bの開口領域に約0.1×1013/cm2から約10×1013/cm2のドーズ量で低濃度の不純物イオン(リンイオン)を注入する。このとき、レジスト層83A、83B及び走査線24、容量線26、ゲート電極53が、マスクとして機能する。その後、レジスト層83A、83Bを除去する。これにより、低濃度ソース領域41b及び低濃度ドレイン領域41dと、低濃度ソース領域51b及び低濃度ドレイン領域51dとが形成される(図7(c))。
Subsequently, low concentration impurity ions are implanted into the semiconductor layers 41 and 51 and the
Then, low-concentration impurity ions (phosphorus ions) are implanted into the opening regions of the resist
次に、半導体層45、52に高濃度の不純物イオンを注入する。ここでは、半導体層41の全面を被覆するレジスト層84Aをゲート絶縁膜33上に形成する。また、半導体層45のうち真性領域45a及びp型領域45bを被覆するレジスト層84Bをゲート絶縁膜33上に形成する。そして、半導体層51の全面を被覆するレジスト層84Cをゲート絶縁膜33上に形成する。
そして、開口領域に約0.1×1015/cm2から約10×1015/cm2のドーズ量で高濃度の不純物イオン(ホウ素イオン)を注入する。このとき、レジスト層84A〜84C、容量線26及びゲート電極54が、マスクとして機能する。その後、レジスト層84A〜84Cを除去する。これにより、n型領域45cと、ソース領域52b及びドレイン領域52cとが形成される(図8(a))。
Next, high-concentration impurity ions are implanted into the semiconductor layers 45 and 52. Here, a resist layer 84 </ b> A that covers the entire surface of the
Then, high-concentration impurity ions (boron ions) are implanted into the opening region at a dose of about 0.1 × 10 15 / cm 2 to about 10 × 10 15 / cm 2 . At this time, the resist
次に、走査線24、ゲート電極53、54及びゲート絶縁膜33を被覆する第1層間絶縁膜34を形成する。ここでは、CVD法などを用いて第1層間絶縁膜34を形成する。そして、第1層間絶縁膜34及びゲート絶縁膜33を貫通するコンタクトホールH1、H2、H4〜H9を形成する。
続いて、第1層間絶縁膜34上にデータ線23、接続電極43、取出電極46、47、ソース電極55、56及びドレイン電極57、58を形成する。ここでは、第1層間絶縁膜34上にスパッタ法などを用いてデータ線23、接続電極43、取出電極46、47、ソース電極55、56及びドレイン電極57、58を構成する金属膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術などを用いてこの金属膜をパターニングし、データ線23、接続電極43、取出電極46、47、ソース電極55、56及びドレイン電極57、58を形成する(図8(b))。
Next, a first
Subsequently, the
このとき、データ線23がコンタクトホールH1を介して半導体層41の高濃度ソース領域41cに接続され、接続電極43がコンタクトホールH2を介して高濃度ドレイン領域41eに接続される。また、取出電極46がコンタクトホールH4を介して半導体層45のp型領域45bに接続され、取出電極47がコンタクトホールH5を介してn型領域45cに接続される。そして、ソース電極55がコンタクトホールH6を介して半導体層51の高濃度ソース領域51cに接続され、ドレイン電極58がコンタクトホールH7を介して高濃度ドレイン領域51eに接続される。さらに、ソース電極56がコンタクトホールH8を介して半導体層52のソース領域52bに接続され、ドレイン電極58がコンタクトホールH9を介してドレイン領域52cに接続される。
At this time, the
次に、データ線23、接続電極43、取出電極46、47、ソース電極55、56、ドレイン電極57、58及び第1層間絶縁膜34を被覆する第2層間絶縁膜35を形成する。ここでは、CVD法などを用いて第2層間絶縁膜35を形成する。そして、第2層間絶縁膜35を貫通するコンタクトホールH3を形成する。
そして、第2層間絶縁膜35上に画素電極21を形成する。ここでは、第2層間絶縁膜35上に画素電極21を構成するITO膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いてITO膜をパターニングし、画素電極21を形成する。ここで、画素電極21が第2層間絶縁膜35を貫通するコンタクトホールH3を介して接続電極43と接続される(図8(c))。
Next, the second
Then, the
その後、画素電極21を被覆するようにポリイミドなどの塗布し、この表面にラビング処理を施すことによって配向膜36を形成する。以上のようにして、素子基板11を製造する(図3から図5)。
そして、素子基板11と別途形成した対向基板12とを上述したシール材14で貼り合わせ、液晶を注入してこれを封止することで、液晶層13を形成する。このとき、対向基板12に形成された緑色フィルタ層74が受光素子48と重なるように貼り合わせる。さらに、素子基板11及び対向基板12の外面に偏光板27、28を設ける。以上のようにして、図1から図5に示すような液晶表示装置1を製造する。
Thereafter, polyimide or the like is applied so as to cover the
Then, the
〔電子機器〕
以上のような構成の液晶表示装置1は、例えば図9に示すような携帯電話機(電子機器)100の表示部101として用いられる。この携帯電話機100は、表示部101、複数の操作ボタン102、受話口103、送話口104及び上記表示部101を有する本体部を備えている。
〔Electronics〕
The liquid
以上のように、本実施形態における液晶表示装置1及びその製造方法によれば、受光素子48が緑色フィルタ層74を透過した環境光を受光するので、受光素子48の検出感度の波長特性を人の視感度に近づけることができる。これにより、照明光の輝度調整がより適切に行える。
また、受光素子48を画像表示領域15の外周部とシール材14との間の画像表示に寄与しない領域に形成しているので、スペースの有効活用が図れる。
そして、受光素子48を画像表示領域15の外周部の3辺に形成しているので、受光素子48の受光面積が増大し、環境光の検出感度の精度の向上が図れる。
さらに、受光素子48とTFT素子22とを同一層上に形成しており、同一工程で形成することができるので、製造工程を増加させることなく受光素子48を形成できる。
また、カラーフィルタ層73と緑色フィルタ層74とを同一層上に形成しているので、製造工程を増加させることなく緑色フィルタ層74を形成できる。
As described above, according to the liquid
In addition, since the
Since the
Furthermore, since the
Moreover, since the
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、受光素子は、p型領域、真性領域及びn型領域を画像表示領域の内側から順に配置した構成となっているが、複数の受光素子を並列に接続した構成など、他の構成であってもよい。
また、受光素子を画像表示領域の外周部の3辺に形成しているが、2辺以上であっても、1辺のみであってもよい。ここで、画像表示領域の形状は、平面視でほぼ矩形状に限られない。
そして、受光素子は、シール材と画像表示領域との間の領域に形成されているが、画像表示領域の外周部に形成されていればよく、シール材の外側に形成されてもよい。
さらに、受光素子とサブ画素領域に配置されたTFT素子とを同一層上に形成しているが、それぞれ異なる層に形成してもよい。
また、駆動素子としてTFT素子を用いているが、画素電極をスイッチング制御する素子であれば、TFD(Thin Film Diode:薄膜ダイオード)など他の駆動素子であってもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, the light receiving element has a configuration in which a p-type region, an intrinsic region, and an n-type region are sequentially arranged from the inside of the image display region, but may have other configurations such as a configuration in which a plurality of light receiving elements are connected in parallel. May be.
Further, although the light receiving elements are formed on the three sides of the outer peripheral portion of the image display area, it may be two or more sides or only one side. Here, the shape of the image display area is not limited to a substantially rectangular shape in plan view.
The light receiving element is formed in a region between the seal material and the image display region, but may be formed on the outer peripheral portion of the image display region, and may be formed outside the seal material.
Further, although the light receiving element and the TFT element arranged in the sub-pixel region are formed on the same layer, they may be formed on different layers.
Further, although a TFT element is used as a driving element, other driving elements such as a TFD (Thin Film Diode) may be used as long as the element controls switching of the pixel electrode.
また、カラーフィルタ層は、R、G、Bの3色の色表示が行える構成となっているが、R、G、Bのいずれかまたは他の1色の色表示のみが行える構成や、2色や4色以上の色表示が行える構成としてもよい。ここで、対向基板にカラーフィルタ層を設けずに、素子基板にカラーフィルタ層を設けてもよい。
そして、緑色フィルタ層は、カラーフィルタ層のGの色表示を行う色材と異なる色材を用いて形成してもよく、カラーフィルタ層と異なる工程において形成されてもよい。ここで、上述と同様に、受光素子において緑色フィルタ層を透過した環境光を受光する構成であれば、対向基板に緑色カラーフィルタ層を設けずに、素子基板にカラーフィルタ層を設けてもよい。
In addition, the color filter layer is configured to display three colors of R, G, and B, but can be configured to display only one of the colors of R, G, and B, or other one color. It is good also as a structure which can perform color display of a color and four or more colors. Here, the color filter layer may be provided on the element substrate without providing the color filter layer on the counter substrate.
The green filter layer may be formed using a color material that is different from the color material that displays the G color of the color filter layer, or may be formed in a different process from the color filter layer. Here, similarly to the above, the color filter layer may be provided on the element substrate without providing the green color filter layer on the counter substrate as long as the light receiving element receives the environmental light transmitted through the green filter layer. .
また、液晶表示装置は、素子基板に画素電極を設けると共に対向基板に共通電極を設けた電極構造を有しているが、素子基板に画素電極及び共通電極を形成して液晶層に対して基板面方向の電界を発生させるIPS(In-Plane Switching)方式やFFS(Fringe-Field Switching)方式などの、いわゆる横電界方式を用いた電極構造を採用してもよい。
そして、液晶層として、TNモードで動作する液晶を用いているが、TNモードに限らず、負の誘電率異方性を有するVAN(Vertical Aligned Nematic)モードやECB(Electrically Controlled Birefringence)モード、OCB(Optical Compensated Bend)モードなど、他の液晶を用いてもよい。
そして、液晶表示装置は、透過型の構成に限らず、半透過反射型の液晶表示装置であってもよい。
In addition, the liquid crystal display device has an electrode structure in which a pixel electrode is provided on an element substrate and a common electrode is provided on a counter substrate. However, the pixel electrode and the common electrode are formed on the element substrate to form a substrate with respect to the liquid crystal layer. An electrode structure using a so-called lateral electric field method such as an IPS (In-Plane Switching) method or an FFS (Fringe-Field Switching) method for generating an electric field in the plane direction may be employed.
As the liquid crystal layer, a liquid crystal operating in the TN mode is used. However, the liquid crystal layer is not limited to the TN mode. Other liquid crystals such as (Optical Compensated Bend) mode may be used.
The liquid crystal display device is not limited to a transmissive configuration, and may be a transflective liquid crystal display device.
また、液晶表示装置を備える電子機器としては、携帯電話機に限らず、PDA(Personal Digital Assistant:携帯情報端末機)やパーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、カーナビゲーション装置、ヘッドアップディスプレイ、デジタルビデオカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ページャ、電子手帳、電卓、電子ブックやプロジェクタ、ワードプロセッサ、テレビ電話機、POS端末、タッチパネルを備える機器、照明装置などのような他の電子機器であってもよい。
そして、電気光学装置としては、電圧の印加によって電界を発生させることにより電気光学層の光学特性を変化させるものであれば、液晶表示装置に限らず、有機EL(エレクトロルミネッセンス)装置など、他の電気光学装置であってもよい。
In addition, the electronic device provided with the liquid crystal display device is not limited to a mobile phone, but a PDA (Personal Digital Assistant), a personal computer, a notebook personal computer, a workstation, a digital still camera, an in-vehicle monitor, a car Navigation device, head-up display, digital video camera, television receiver, viewfinder type or monitor direct-view type video tape recorder, pager, electronic notebook, calculator, electronic book or projector, word processor, video phone, POS terminal, touch panel It may be another electronic device such as a device provided, a lighting device or the like.
The electro-optical device is not limited to a liquid crystal display device and may be any other device such as an organic EL (electroluminescence) device as long as it changes the optical characteristics of the electro-optical layer by generating an electric field by applying a voltage. An electro-optical device may be used.
1 液晶表示装置(電気光学装置)、11 素子基板(一方の基板)、12 対向基板(他方の基板)、13 液晶層(電気光学層)、14 シール材、15 画像表示領域、20 サブ画素領域、22 TFT素子(駆動素子)、48 受光素子、73 カラーフィルタ層、74 緑色フィルタ層
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記一方の基板が、前記画像表示領域の外周部の少なくとも一部に設けられたPIN構造の受光素子を有すると共に、
前記一対の基板のいずれかが、平面視で前記受光素子と重なる緑色フィルタ層を有することを特徴とする電気光学装置。 An electro-optical device in which an electro-optical layer is sandwiched between a pair of substrates, and an image display region is provided in a formation region of the electro-optical layer,
The one substrate has a light receiving element having a PIN structure provided on at least a part of the outer peripheral portion of the image display area,
One of the pair of substrates has a green filter layer overlapping the light receiving element in plan view.
前記受光素子が、前記外周部のうち少なくとも2辺に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。 The image display area has a substantially rectangular shape in plan view;
The electro-optical device according to claim 1, wherein the light receiving element is formed on at least two sides of the outer peripheral portion.
前記一対の基板が、シール材によって貼り合わされていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電気光学装置。 The electro-optic layer is a liquid crystal layer;
The electro-optical device according to any one of claims 1 to 3, wherein the pair of substrates are bonded together with a sealing material.
前記緑色フィルタ層と前記カラーフィルタ層とが、同一層上に形成されていることを特徴とする請求項4または5に記載の電気光学装置。 One of the pair of substrates has the green filter and a color filter layer provided corresponding to a color displayed in a pixel region constituting the image display region,
6. The electro-optical device according to claim 4, wherein the green filter layer and the color filter layer are formed on the same layer.
前記一方の基板に前記電気光学層を駆動する駆動素子を形成すると共に、前記画像表示領域の外周部の少なくとも一部にPIN構造の受光素子を形成する工程と、
前記一対の基板のいずれかに、平面視で前記受光素子と重なる緑色フィルタ層を形成する工程とを備え、
前記駆動素子と前記受光素子とを、同一層上に形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 An electro-optical device manufacturing method in which an electro-optical layer is sandwiched between a pair of substrates, and an image display region is provided in a formation region of the electro-optical layer,
Forming a driving element for driving the electro-optic layer on the one substrate, and forming a light receiving element having a PIN structure on at least a part of the outer periphery of the image display region;
Forming a green filter layer overlapping with the light receiving element in a plan view on any of the pair of substrates,
A method of manufacturing an electro-optical device, wherein the driving element and the light receiving element are formed on the same layer.
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