JP2010056303A

JP2010056303A - Optical sensor, and liquid crystal display using the same

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Publication number: JP2010056303A
Application number: JP2008219838A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kunimori; 隆志國森; Hajime Nakao; 元中尾
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2010-03-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical sensor that includes a TFT having high sensitivity in a low illumination region, and a liquid crystal display using the optical sensor. <P>SOLUTION: The optical sensor LSa includes the TFT that is provided with: a semiconductor layer 31 formed above a gate electrode GLa through a gate insulation film 18; and source electrodes SLa and drain electrodes DLa that are proximately disposed so as to be partially in contact with the surface of the semiconductor layer 31 above the gate electrode GLa. In the optical sensor LSa, at least portions of the source electrodes SLa and the drain electrodes DLa which are in contact with the semiconductor layer 31 are formed of transparent conductive materials. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は外光の明るさを検出する光センサ及びこの光センサを使用した液晶表示装置に関する。詳しくは、本発明は低照度領域の感度が高い薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）からなる光センサ及びこの光センサを使用した液晶表示装置に関する。 The present invention relates to an optical sensor for detecting the brightness of external light and a liquid crystal display device using the optical sensor. Specifically, the present invention relates to an optical sensor composed of a thin film transistor (TFT) having high sensitivity in a low illuminance region and a liquid crystal display device using the optical sensor.

近年の情報通信機器のみならず一般の電気機器においても、液晶表示装置の適用が急速に普及している。液晶表示パネルは自ら発光しないために、照明手段としてのバックライトと組み合わされた透過型液晶表示装置が多く使用されているが、携帯型のものについては、消費電力を減少させるために、バックライトを必要としない反射型の液晶表示装置が用いられている。しかし、この反射型液晶表示装置は、外光を照明手段として用いるので暗い室内などでは見えにくくなってしまうために、照明手段としてフロントライトを使用した反射型液晶表示装置や、透過型と反射型の性質を併せ持つ半透過型の液晶表示装置の開発が進められてきている。 The application of liquid crystal display devices is rapidly spreading not only in recent information communication equipment but also in general electric equipment. Since a liquid crystal display panel does not emit light by itself, a transmissive liquid crystal display device combined with a backlight as an illuminating means is often used. However, for a portable type, a backlight is used to reduce power consumption. A reflection type liquid crystal display device that does not need to be used is used. However, since this reflection type liquid crystal display device uses external light as illumination means and is difficult to see in a dark room or the like, a reflection type liquid crystal display device using a front light as illumination means or a transmission type and reflection type Development of a transflective liquid crystal display device having the above properties has been underway.

このような照明手段としてフロントライトを使用した反射型液晶表示装置は、暗い場所においてはフロントライトを点灯させて画像を表示し、明るい場所ではフロントライトを点灯することなく外光を利用して画像を表示することができる。また、半透過型液晶表示装置は、暗い場所においては照明手段としてバックライトを点灯して画素領域の透過部を利用して画像を表示し、明るい場所においてはバックライト等を点灯することなく反射部において外光を利用して画像を表示することができる。そのため、これらの反射型ないし半透過型液晶表示装置においては、常時フロントライトやバックライト等の照明手段を点灯する必要がなくなるので、消費電力を大幅に低減させることができるという利点を有している。 Such a reflection type liquid crystal display device using a front light as illumination means displays an image by turning on the front light in a dark place, and uses outside light without turning on the front light in a bright place. Can be displayed. Further, the transflective liquid crystal display device lights a backlight as an illuminating means in a dark place and displays an image using a transmissive portion of a pixel area, and reflects without turning on a backlight or the like in a bright place. An image can be displayed using external light in the section. Therefore, these reflective or transflective liquid crystal display devices have the advantage that power consumption can be greatly reduced because there is no need to constantly turn on illumination means such as a front light and a backlight. Yes.

加えて、透過型液晶表示装置においては、暗い場所ではバックライトの明るさを落としても明確に画像を確認できるが、明るい場所ではバックライトの明るさを強くしないと画像は視認し難いという特徴を有している。 In addition, in the transmissive liquid crystal display device, it is possible to clearly check the image even if the backlight brightness is reduced in a dark place, but the image is difficult to view in a bright place unless the backlight brightness is increased. have.

上述のように、各種の液晶表示装置は、外光の強さ（明るさ）により液晶表示画面の見えやすさが異なる。このため、光センサを液晶表示装置に設け、この光センサの出力によって外光の明暗を検出し、この光センサによる検出結果に基づいて照明手段の明るさを制御する発明が知られている。光検出の方式として、下記特許文献１には、光センサとしてＴＦＴからなる光センサを用い、ＴＦＴからなる光センサのソース・ドレイン電極間に敷設したコンデンサに基準電圧を充電し、その電圧の放電状態の照度依存性から外光の照度を検知する方法の発明が開示されている。 As described above, various liquid crystal display devices differ in the visibility of the liquid crystal display screen depending on the intensity (brightness) of external light. For this reason, there is known an invention in which an optical sensor is provided in a liquid crystal display device, the brightness of external light is detected by the output of the optical sensor, and the brightness of the illumination means is controlled based on the detection result by the optical sensor. As a method of light detection, in Patent Document 1 below, a photosensor composed of a TFT is used as a photosensor, a capacitor laid between the source and drain electrodes of the photosensor composed of TFT is charged with a reference voltage, and the voltage is discharged. An invention of a method for detecting the illuminance of external light from the illuminance dependency of the state is disclosed.

しかしながら、下記特許文献１に開示された発明では、ＴＦＴからなる光センサの光照射による光リーク電流が小さく、コンデンサの放電速度が遅いため照度の低い外光を検出するのに時間が掛かってしまう。即ち、下記特許文献１に開示された発明では、低照度域の感度が十分でなく、低照度域においてリアルタイムでの外光検出ができなくなるという問題が生じる。従って、従来のＴＦＴからなる光センサの低照度域の感度を高めることが要求されている。
特開２００７−１４０１０６号公報特開昭５８−２１６２８５号公報特開平０７−２５４７１４号公報 However, in the invention disclosed in Patent Document 1 described below, it takes time to detect external light with low illuminance because the light leakage current due to light irradiation of the photosensor composed of TFT is small and the discharge speed of the capacitor is slow. . That is, in the invention disclosed in Patent Document 1 below, there is a problem that the sensitivity in the low illuminance region is not sufficient, and real-time external light detection cannot be performed in the low illuminance region. Therefore, it is required to increase the sensitivity in a low illuminance region of a conventional photosensor composed of TFTs.
JP 2007-140106 A JP 58-216285 A Japanese Patent Laid-Open No. 07-254714

発明者等は、上記特許文献１を含む従来技術では、光センサ部分のソース・ドレイン電極をアルミニウム等の遮光性の金属で形成していることから、この光センサ部分のソース・ドレイン電極を透明導電性材料で形成するとどのような結果が得られるかについて検討を重ねた。その結果、半導体層（チャネル部）により多くの光が照射されるため、キャリアが多く発生し、低照度域においてもより多くの光リーク電流が発生して十分な放電速度を与えることができるようになることを見出し、本発明を完成するに至ったのである。 In the prior art including the above-mentioned Patent Document 1, the inventors have formed the source / drain electrodes of the photosensor portion with a light-shielding metal such as aluminum. We have repeatedly studied what results can be obtained by forming with a conductive material. As a result, a large amount of light is irradiated to the semiconductor layer (channel portion), so that a large amount of carriers are generated, and more light leakage current is generated even in a low illuminance region so that a sufficient discharge rate can be provided. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、ＴＦＴからなる光センサにおいて、光センサ部分のソース電極及びドレイン電極を透明導電性材料で形成することで、低照度域においてもより多くの光リーク電流を発生することができ、高感度であるＴＦＴからなる光センサ及びこの光センサを使用した液晶表示装置を提供することを目的とする。 That is, according to the present invention, in a photosensor composed of TFTs, more light leakage current can be generated even in a low illuminance region by forming the source electrode and drain electrode of the photosensor portion with a transparent conductive material. An object of the present invention is to provide a photosensor comprising a TFT having high sensitivity and a liquid crystal display device using the photosensor.

なお、上記特許文献２には、トップゲート型ＴＦＴのソース電極とドレイン電極に透明電極を使用し、電極配線にＡｌ又はＡｌ−Ｓｉ等を用いることにより、ＴＦＴのスイッチング特性を改善させた液晶表示装置の発明が開示されている。また、上記特許文献３には、画素電極の駆動用スイッチング素子としてのＴＦＴにおいて、画素電極、ソース電極及びドレイン電極を透明電極で形成すると共に、信号線を金属膜で形成することによってＴＦＴの表面を被覆することにより、高い製造歩留を達成できる液晶表示装置の発明が開示されている。 In the above-mentioned Patent Document 2, a transparent electrode is used for a source electrode and a drain electrode of a top gate type TFT, and Al or Al-Si or the like is used for electrode wiring, thereby improving a TFT switching characteristic. An apparatus invention is disclosed. Further, in Patent Document 3 described above, in a TFT as a switching element for driving a pixel electrode, the pixel electrode, the source electrode, and the drain electrode are formed of a transparent electrode, and the signal line is formed of a metal film to form a surface of the TFT. An invention of a liquid crystal display device that can achieve a high production yield by coating the film is disclosed.

しかし、単に前記公知例の構成を光センサの構成として採用したのみでは、本発明の目的である低照度域における外光の検出感度向上という効果を達成することはできない。すなわち、上記特許文献２で開示されているトップゲート型のＴＦＴでは、ソース電極及びドレイン電極を透明導電性電極で形成しても、チャネル部には遮光性金属で形成されたゲート電極が存在しているため、十分な光リーク電流は望めず、光センサとしては採用することは困難である。また、上記特許文献３に開示されている発明でも、金属膜からなる遮光性膜がＴＦＴのチャネル部分を覆っているため、同様に十分な光リーク電流は望めないので、光センサの構成として採用することは困難である。 However, the effect of improving the detection sensitivity of external light in the low illuminance range, which is the object of the present invention, cannot be achieved simply by adopting the configuration of the above-described known example as the configuration of the optical sensor. That is, in the top gate type TFT disclosed in Patent Document 2, even if the source electrode and the drain electrode are formed of a transparent conductive electrode, a gate electrode formed of a light shielding metal exists in the channel portion. Therefore, a sufficient light leakage current cannot be expected, and it is difficult to adopt as an optical sensor. Also, in the invention disclosed in Patent Document 3, since a light-shielding film made of a metal film covers the channel portion of the TFT, a sufficient light leakage current cannot be expected in the same manner. It is difficult to do.

上記目的を達成するため、本発明のＴＦＴからなる光センサは、ゲート電極上に第１絶縁膜を介して半導体層が形成され、前記ゲート電極上の半導体層の表面に部分的に接触するように近接配置されたソース電極及びドレイン電極を備えるＴＦＴからなる光センサにおいて、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、少なくとも前記半導体材料と接触している部分が透明導電性材料で形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the photosensor comprising the TFT of the present invention, the semiconductor layer is formed on the gate electrode through the first insulating film so as to be in partial contact with the surface of the semiconductor layer on the gate electrode. An optical sensor comprising a TFT having a source electrode and a drain electrode arranged in proximity to each other, wherein the source electrode and the drain electrode are formed of a transparent conductive material at least in contact with the semiconductor material. Features.

ＴＦＴからなる光センサは、半導体層の表面に光照射されるとキャリアが発生するので、このキャリアをゲート電極及びソース電極間に流れる電流として検出することにより外光の明るさを検知することができる。従来例のＴＦＴからなる光センサは、ソース電極及びゲート電極共に金属材料で形成されているため、被検出光は金属材料からなるソース電極及びゲート電極によって反射ないし吸収されてしまうため、狭いチャネル領域に入射した光しか光検出に寄与しなくなるので、光検出感度が低くなってしまう。それに対し、本発明のＴＦＴからなる光センサによれば、ソース電極及びドレイン電極の少なくとも半導体材料と接触している部分は透明導電性材料で形成されているため、外部から入射した被検出光はソース電極及びドレイン電極によって反射ないし吸収され難いので、半導体層の表面に従来例の光センサの場合よりも多量の被検出光を入射させることができる。そのため、本発明のＴＦＴからなる光センサによれば、被検出光が従来例のＴＦＴからなる光センサよりも半導体層に多量に入射されるため、キャリヤの発生が多くなって光検出感度が上昇する。 An optical sensor made of a TFT generates carriers when light is applied to the surface of the semiconductor layer. Therefore, the brightness of external light can be detected by detecting this carrier as a current flowing between the gate electrode and the source electrode. it can. Since the light sensor made of the TFT of the conventional example is made of a metal material for both the source electrode and the gate electrode, the light to be detected is reflected or absorbed by the source electrode and the gate electrode made of the metal material. Since only the light incident on the light beam contributes to the light detection, the light detection sensitivity is lowered. On the other hand, according to the optical sensor composed of the TFT of the present invention, at least the portion of the source electrode and drain electrode that are in contact with the semiconductor material is formed of a transparent conductive material, so that the detected light incident from the outside is Since it is difficult to be reflected or absorbed by the source electrode and the drain electrode, a larger amount of light to be detected can be incident on the surface of the semiconductor layer than in the case of the conventional optical sensor. Therefore, according to the photosensor comprising the TFT of the present invention, the detected light is incident on the semiconductor layer in a larger amount than the photosensor comprising the conventional TFT, so that more carriers are generated and the photodetection sensitivity is increased. To do.

また、本発明のＴＦＴからなる光センサにおいては、前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、互いに一定距離隔てて噛み合う櫛歯状に形成されていることが好ましい。 In the photosensor comprising the TFT of the present invention, it is preferable that the source electrode and the drain electrode are formed in a comb-like shape that meshes with each other at a predetermined distance.

ＴＦＴからなる光センサのソース電極とドレイン電極とを互いに一定距離隔てて噛み合う櫛歯状に形成すると、チャネル領域を長くすることができる。そのため、本発明のＴＦＴからなる光センサによれば、ＴＦＴからなる光センサの感応部分が大きくなるので、光検出感度が上昇する。 If the source electrode and the drain electrode of the photosensor made of TFT are formed in a comb-like shape that meshes with each other at a predetermined distance, the channel region can be lengthened. For this reason, according to the photosensor comprising the TFT of the present invention, the sensitive part of the photosensor comprising the TFT becomes large, so that the photodetection sensitivity increases.

また、本発明のＴＦＴからなる光センサにおいては、前記ゲート電極及びソース電極は、前記半導体層と接触していない領域が金属材料で形成されていることが好ましい。 In the photosensor comprising the TFT of the present invention, it is preferable that the gate electrode and the source electrode are formed of a metal material in a region not in contact with the semiconductor layer.

本発明のＴＦＴからなる光センサにおいては、ソース電極及びドレイン電極の半導体層上に配置されている箇所は透明導電性材料で形成されていると共に、その他の部分は金属材料で形成されている。金属材料の電気抵抗は透明導電性材料の電気抵抗よりも大幅に小さい。そのため、本発明のＴＦＴセンサによれば、高い光検出感度を備えていると共に、検出された信号が劣化しないため、高感度かつ高精度に外光の明るさを検知することができるようになる。 In the optical sensor comprising the TFT of the present invention, the portions of the source electrode and drain electrode disposed on the semiconductor layer are formed of a transparent conductive material, and the other portions are formed of a metal material. The electric resistance of the metal material is much smaller than that of the transparent conductive material. Therefore, according to the TFT sensor of the present invention, it is possible to detect the brightness of outside light with high sensitivity and high accuracy since it has high light detection sensitivity and the detected signal does not deteriorate. .

また、本発明のＴＦＴからなる光センサにおいては、前記ゲート電極、ソース電極及び露出している前記第１絶縁膜の表面は第２絶縁膜で被覆されており、前記第２絶縁膜の表面には透明導電性材料からなるシールド電極が形成されていることが好ましい。 In the optical sensor comprising the TFT of the present invention, the surface of the gate electrode, the source electrode and the exposed first insulating film are covered with a second insulating film, and the surface of the second insulating film is covered with the second insulating film. Preferably, a shield electrode made of a transparent conductive material is formed.

本発明のＴＦＴからなる光センサにおいては、ＴＦＴからなる光センサの光検出部分の表面が第２絶縁膜を介して透明導電性材料からなるシールド電極で被覆されている。そのため、外部からの電界はシールド電極によって遮られるので、ＴＦＴからなる光センサの検出信号中のノイズが減少し、Ｓ／Ｎ比が向上するため、高精度の外光の検出が可能なＴＦＴからなる光センサが得られる。なお、本発明における第２絶縁膜は、ＴＦＴからなる光センサのチャネル領域を保護するために、窒化ケイ素膜ないし酸化ケイ素膜等の無機絶縁膜が好ましい。 In the photosensor comprising the TFT of the present invention, the surface of the photodetecting portion of the photosensor comprising the TFT is covered with a shield electrode made of a transparent conductive material via the second insulating film. Therefore, since the electric field from the outside is blocked by the shield electrode, the noise in the detection signal of the photosensor composed of TFT is reduced and the S / N ratio is improved, so that the TFT capable of detecting external light with high accuracy can be used. An optical sensor is obtained. Note that the second insulating film in the present invention is preferably an inorganic insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxide film in order to protect the channel region of the photosensor composed of TFT.

また、本発明のＴＦＴからなる光センサにおいては、前記ゲート電極、ソース電極及び露出している前記第１絶縁膜の表面は第２絶縁膜及び樹脂材料からなる層間膜で被覆されており、前記層間膜の表面には透明導電性材料からなるシールド電極が形成されていることが好ましい。 In the photosensor comprising the TFT of the present invention, the gate electrode, the source electrode, and the exposed surface of the first insulating film are covered with a second insulating film and an interlayer film made of a resin material, A shield electrode made of a transparent conductive material is preferably formed on the surface of the interlayer film.

本発明のＴＦＴからなる光センサにおいては、ＴＦＴからなる光センサの感応部分の表面が第２絶縁膜及び樹脂材料からなる層間膜を介して透明導電性材料からなるシールド電極で被覆されているので、シールド電極とソース電極との間の距離が長くなって寄生容量が減少する。そのため、本発明のＴＦＴからなる光センサによれば、外部からの電界はシールド電極によって遮られるので、ＴＦＴからなる光センサの検出信号中のノイズが減少してＳ／Ｎ比が向上する他、検出時の時定数が小さくなるので、低照度域の被検出光を短時間で検出できるため光センサを高感度化できるようになる。なお、本発明における第２絶縁膜は、ＴＦＴからなる光センサのチャネル領域を保護するために、窒化ケイ素膜ないし酸化ケイ素膜等の無機絶縁膜からなるものが好ましく、また、層間膜としては感光性樹脂等の透明度が高いものが好ましい。 In the optical sensor comprising the TFT of the present invention, the surface of the sensitive part of the optical sensor comprising the TFT is covered with a shield electrode made of a transparent conductive material via an interlayer film made of a second insulating film and a resin material. As a result, the distance between the shield electrode and the source electrode is increased, and the parasitic capacitance is reduced. Therefore, according to the optical sensor comprising the TFT of the present invention, since the electric field from the outside is blocked by the shield electrode, the noise in the detection signal of the optical sensor comprising the TFT is reduced and the S / N ratio is improved. Since the time constant at the time of detection becomes small, light to be detected in a low illuminance region can be detected in a short time, so that the sensitivity of the photosensor can be increased. The second insulating film in the present invention is preferably made of an inorganic insulating film such as a silicon nitride film or a silicon oxide film in order to protect the channel region of the photosensor made of TFT, and the interlayer film is a photosensitive film. A highly transparent resin or the like is preferable.

更に、上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板と、カラーフィルタ基板と、前記アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間に狭持された液晶層と、前記アクティブマトリクス基板上に形成されたＴＦＴからなる光センサと、を備えた液晶表示装置であって、前記ＴＦＴからなる光センサの前記ソース電極及び前記ドレイン電極は透明導電性材料で形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the liquid crystal display device of the present invention includes an active matrix substrate, a color filter substrate, a liquid crystal layer sandwiched between the active matrix substrate and the color filter substrate, and the active matrix. A liquid crystal display device comprising a photosensor comprising a TFT formed on a substrate, wherein the source electrode and the drain electrode of the photosensor comprising the TFT are formed of a transparent conductive material. And

本発明の液晶表示装置においては、ＴＦＴからなる光センサとしてソース電極及びドレイン電極の少なくとも半導体材料と接触している部分が透明導電性材料で形成されているものを用いている。そのため、本発明の液晶表示装置で使用しているＴＦＴからなる光センサにおいては、外部から入射した被検出光はソース電極及びドレイン電極によって反射ないし吸収され難いので、半導体層の表面に従来例の光センサの場合よりも多量の被検出光を入射させることができる。従って、本発明の液晶表示装置によれば、ＴＦＴからなる光センサのキャリヤの発生が多くなって光検出感度が上昇するので、低照度域においてもＴＦＴからなる光センサの出力に応じて正確に液晶表示装置の表示面の明るさ制御することができるようになる。 In the liquid crystal display device of the present invention, an optical sensor made of TFT is used in which at least a portion of the source electrode and the drain electrode in contact with the semiconductor material is formed of a transparent conductive material. For this reason, in the optical sensor comprising the TFT used in the liquid crystal display device of the present invention, the detection light incident from the outside is difficult to be reflected or absorbed by the source electrode and the drain electrode. More detection light can be made incident than in the case of the optical sensor. Therefore, according to the liquid crystal display device of the present invention, since the generation of carriers of the photosensor composed of TFTs increases and the photodetection sensitivity increases, it is possible to accurately match the output of the photosensor composed of TFTs even in a low illuminance region. The brightness of the display surface of the liquid crystal display device can be controlled.

また、本発明の液晶表示装置においては、前記透明導電性材料からなるソース電極及びドレイン電極は、前記アクティブマトリクス基板に形成された透明導電性材料からなる画素電極と同組成の材料で形成されていることが好ましい。 In the liquid crystal display device of the present invention, the source electrode and the drain electrode made of the transparent conductive material are formed of a material having the same composition as the pixel electrode made of the transparent conductive material formed on the active matrix substrate. Preferably it is.

本発明の液晶表示装置では、ソース電極及びドレイン電極は、アクティブマトリクス基板に形成された透明導電性材料からなる画素電極と同組成の材料で形成されている。そのため本発明の液晶表示装置によれば、画素電極の形成時にソース電極とドレイン電極とを同時形成できるため、特にＴＦＴからなる光センサのソース電極又はドレイン電極の形成のために工数を増やす必要がなくなる。 In the liquid crystal display device of the present invention, the source electrode and the drain electrode are formed of a material having the same composition as the pixel electrode made of a transparent conductive material formed on the active matrix substrate. Therefore, according to the liquid crystal display device of the present invention, since the source electrode and the drain electrode can be formed at the same time when the pixel electrode is formed, it is necessary to increase the number of steps particularly for forming the source electrode or the drain electrode of the photosensor composed of TFT. Disappear.

また、本発明の液晶表示装置においては、前記透明導電性材料から成るソース電極、ドレイン電極及び露出している前記第１絶縁膜の表面は第２絶縁膜で被覆されており、前記第２絶縁膜の表面には透明導電性材料からなるシールド電極が形成されていることが好ましい。 In the liquid crystal display device of the present invention, the source electrode, the drain electrode, and the exposed surface of the first insulating film made of the transparent conductive material are covered with a second insulating film, and the second insulating film is formed. A shield electrode made of a transparent conductive material is preferably formed on the surface of the film.

本発明の液晶表示装置においては、ＴＦＴからなる光センサの感応部分の表面が第２絶縁膜を介して透明導電性材料からなるシールド電極で被覆されているので、外部からの電界はシールド電極によって遮られる。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、ＴＦＴからなる光センサの検出信号中のノイズが減少し、Ｓ／Ｎ比が向上するので、低照度域においても高精度に液晶表示装置の表示面の明るさの制御を行うことができる液晶表示装置が得られる。 In the liquid crystal display device of the present invention, since the surface of the sensitive portion of the photosensor made of TFT is covered with a shield electrode made of a transparent conductive material through the second insulating film, an electric field from the outside is applied by the shield electrode. Blocked. Therefore, according to the liquid crystal display device of the present invention, noise in the detection signal of the photosensor composed of TFT is reduced and the S / N ratio is improved, so that the display surface of the liquid crystal display device can be accurately obtained even in a low illuminance region. A liquid crystal display device capable of controlling the brightness of the image can be obtained.

また、本発明の液晶表示装置においては、前記透明導電性材料から成るソース電極、ドレイン電極及び露出している前記第１絶縁膜の表面は第２絶縁膜及び樹脂材料からなる層間膜で被覆されており、前記層間膜の表面には透明導電性材料からなるシールド電極が形成されていることが好ましい。 In the liquid crystal display device of the present invention, the source electrode, the drain electrode made of the transparent conductive material, and the exposed surface of the first insulating film are covered with the second insulating film and an interlayer film made of a resin material. It is preferable that a shield electrode made of a transparent conductive material is formed on the surface of the interlayer film.

本発明の液晶表示装置においては、ＴＦＴからなる光センサの感応部分の表面が第２絶縁膜及び樹脂材料からなる層間膜を介して透明導電性材料からなるシールド電極で被覆されているので、シールド電極とソース電極及びドレイン電極との間の距離が長くなって、寄生容量が減少する。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、外部からの電界はシールド電極によって遮られるので、ＴＦＴからなる光センサの検出信号中のノイズが減少してＳ／Ｎ比が向上する他、検出時の時定数が小さくなるため、低照度の被検出光を高精度に検出することができるので、より細かく液晶表示装置の表示面の明るさを制御することができるようになる。 In the liquid crystal display device of the present invention, the surface of the sensitive portion of the photosensor made of TFT is covered with the shield electrode made of a transparent conductive material through the second insulating film and the interlayer film made of a resin material. The distance between the electrode and the source and drain electrodes is increased, and the parasitic capacitance is reduced. Therefore, according to the liquid crystal display device of the present invention, since the electric field from the outside is blocked by the shield electrode, the noise in the detection signal of the photosensor composed of TFT is reduced and the S / N ratio is improved. Since the time constant is reduced, it is possible to detect the detection light with low illuminance with high accuracy, so that the brightness of the display surface of the liquid crystal display device can be controlled more finely.

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す各実施形態は、本発明の光センサ及び液晶表示装置の技術思想を具体化するために半透過型液晶表示装置に適用したものを例示したものであって、本発明をこの半透過型液晶表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。なお、この明細書における説明のために用いられた各図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に比例して表示されているものではない。 Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, each embodiment shown below exemplifies what is applied to a transflective liquid crystal display device in order to embody the technical idea of the optical sensor and the liquid crystal display device of the present invention. It is not intended to be specific to a transflective liquid crystal display device, and is equally applicable to other embodiments within the scope of the claims. In each drawing used for the description in this specification, each layer and each member are displayed in different scales so that each layer and each member can be recognized on the drawing. However, it is not necessarily displayed in proportion to the actual dimensions.

図１は本発明の各実施形態に共通する半透過型液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表したアレイ基板を模式的に示した平面図である。図２は図１のアレイ基板の１サブ画素分の平面図である。図３は図２のIII−III線で切断した断面図である。図４は光検出部の等価回路図である。図５は光検出部を拡大して示す平面図である。図６は図５のVI−VI線で切断した断面図である。図７は変形例のアレイ基板の１サブ画素分の部分断面図である。図８は第２実施形態の光検出部の図６に対応する断面図である。図９は第３実施形態の光検出部の図６に対応する断面図である FIG. 1 is a plan view schematically showing an array substrate seen through a color filter substrate of a transflective liquid crystal display device common to the embodiments of the present invention. FIG. 2 is a plan view of one subpixel of the array substrate of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the light detection unit. FIG. 5 is an enlarged plan view showing the light detection unit. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. FIG. 7 is a partial cross-sectional view of one sub pixel of the array substrate according to the modification. FIG. 8 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6 of the light detection unit of the second embodiment. FIG. 9 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 6 of the light detection unit of the third embodiment.

最初に第１実施形態〜第３実施形態に共通する液晶表示装置１０について図１〜図３を用いて説明する。この液晶表示装置１０は、互いに対向配置される矩形状の透明絶縁材料、例えばガラス板からなる透明基板１１上に種々の配線等を施してなるアレイ基板ＡＲと、同様に矩形状の透明絶縁材料からなる透明基板１２上に種々の配線等を施してなるカラーフィルタ基板ＣＦとを有している。アレイ基板ＡＲは、カラーフィルタ基板ＣＦと対向配置させたときに所定スペースの張出し部１３が形成されるようにカラーフィルタ基板ＣＦよりサイズが大きいものが使用され、これらアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦの外周側にシール材（図示省略）が塗布されて、内部に液晶１４及びスペーサ（図示せず）が封入された構成となっている。 First, a liquid crystal display device 10 common to the first to third embodiments will be described with reference to FIGS. The liquid crystal display device 10 includes a rectangular transparent insulating material arranged opposite to each other, for example, an array substrate AR in which various wirings are provided on a transparent substrate 11 made of a glass plate, and similarly a rectangular transparent insulating material. And a color filter substrate CF formed by applying various wirings and the like on the transparent substrate 12. The array substrate AR is larger in size than the color filter substrate CF so that the protruding portion 13 having a predetermined space is formed when the array substrate AR is arranged opposite to the color filter substrate CF. The array substrate AR and the color filter substrate CF are used. A sealing material (not shown) is applied to the outer peripheral side of the liquid crystal, and a liquid crystal 14 and a spacer (not shown) are sealed inside.

アレイ基板ＡＲは、それぞれ対向する短辺１１ａ、１１ｂ及び長辺１１ｃ、１１ｄを有し、一方の短辺１１ｂ側が張出し部１３となっており、この張出し部１３にソースドライバ及びゲートドライバ用の半導体チップＤｒが搭載され、他方の短辺１１ａ側に光検出部ＬＤが配設されている。また、アレイ基板ＡＲの背面には照明手段としてのバックライト（図示省略）が設けられている。このバックライトは光検出部ＬＤの出力に基づいて、図示しない外部制御回路によって制御される。 The array substrate AR has short sides 11a and 11b and long sides 11c and 11d that are opposed to each other, and one short side 11b side is an overhanging portion 13. The overhanging portion 13 includes a semiconductor for a source driver and a gate driver. The chip Dr is mounted, and the light detection unit LD is disposed on the other short side 11a side. In addition, a backlight (not shown) is provided as illumination means on the back surface of the array substrate AR. The backlight is controlled by an external control circuit (not shown) based on the output of the light detection unit LD.

このアレイ基板ＡＲは、その対向面、すなわち液晶と接触する側の面に、図１の行方向（横方向）に所定間隔をあけて配列された複数本の走査線ＧＷと、これらの走査線ＧＷと絶縁され列方向（縦方向）に配列された複数本の信号線ＳＷとを有している。それぞれの信号線ＳＷ及び走査線ＧＷとの交差部近傍には、走査線ＧＷからの走査信号によって駆動されるスイッチング素子としてのＴＦＴ（図２及び図３参照）が形成されている。また、それぞれの信号線ＳＷ及び走査線ＧＷとで囲まれた領域には、信号線ＳＷからの映像信号がスイッチング素子としてのＴＦＴを介して供給される画素電極２６（図２及び図３参照）が形成されている。これらの走査線ＧＷと信号線ＳＷとで囲まれる各領域は、いわゆるサブ画素を構成し、これらの画素が形成された領域が表示領域ＤＡとなっている。 The array substrate AR has a plurality of scanning lines GW arranged at predetermined intervals in the row direction (lateral direction) in FIG. 1 on the opposite surface, that is, the surface in contact with the liquid crystal, and these scanning lines. It has a plurality of signal lines SW insulated from the GW and arranged in the column direction (vertical direction). In the vicinity of the intersection of each signal line SW and scanning line GW, a TFT (see FIGS. 2 and 3) as a switching element driven by a scanning signal from the scanning line GW is formed. In addition, in a region surrounded by each signal line SW and scanning line GW, a pixel electrode 26 to which a video signal from the signal line SW is supplied via a TFT as a switching element (see FIGS. 2 and 3). Is formed. Each area surrounded by the scanning lines GW and the signal lines SW constitutes a so-called sub-pixel, and an area where these pixels are formed is a display area DA.

各走査線ＧＷ及び信号線ＳＷは、表示領域ＤＡの外、すなわち額縁領域へ延出され、表示領域ＤＡ外の外周辺の領域にゲート引き回し配線ＧＬ及びソース引き回し配線ＳＬによってドライバＤｒに接続されている。また、アレイ基板ＡＲは、長辺１１ｃ及び１１ｄ側に光検出部ＬＤのＴＦＴからなる光センサＬＳから導出された引き回し配線Ｌ１〜Ｌ４が配線されて外部制御回路が接続される端子Ｔ１〜Ｔ４にそれぞれ接続されている。各端子Ｔ１〜Ｔ４には外部制御回路が接続されており、この制御回路から光検出部ＬＤへ基準電圧、ゲート電圧等が供給され、更に光検出部ＬＤからの出力が送出されるようになっている。 Each scanning line GW and signal line SW are extended to the outside of the display area DA, that is, to the frame area, and are connected to the driver Dr by the gate routing line GL and the source routing line SL in the outer peripheral area outside the display area DA. Yes. In addition, the array substrate AR is connected to terminals T1 to T4 to which long wiring lines L1 to L4 derived from the optical sensor LS made of the TFT of the light detection unit LD are wired on the long sides 11c and 11d and to which an external control circuit is connected. Each is connected. An external control circuit is connected to each of the terminals T1 to T4. A reference voltage, a gate voltage, and the like are supplied from the control circuit to the light detection unit LD, and an output from the light detection unit LD is further transmitted. ing.

具体的には、例えば、引き回し配線Ｌ１はＴＦＴからなる光センサＬＳのソース電極ＳＬに接続されており、その出力が端子Ｔ１に出力されるようになっている。引き回し配線Ｌ２には端子Ｔ２からＴＦＴからなる光センサＬＳのドレイン電極ＤＬに基準電圧ＶＲＥＦが供給されている。引き回し配線Ｌ３は、ＴＦＴからなる光センサＬＳのゲート電極ＧＬに回路に接続され、端子Ｔ３から所定のゲートバイアス電圧が供給されるようになっている。また、引き回し配線Ｌ４は、ＴＦＴからなる光センサＬＳの静電保護回路ＰＴの制御電極に接続され、端子Ｔ４からの信号により、液晶表示装置の中間検査時にＴＦＴからなる光センサＬＳの電極をコモン配線ＣＯＭと短絡したり切り離したりするようになっている。 Specifically, for example, the routing wiring L1 is connected to the source electrode SL of the photosensor LS made of TFT, and the output is output to the terminal T1. A reference voltage VREF is supplied from the terminal T2 to the drain electrode DL of the photosensor LS made of TFT from the terminal T2. The routing wiring L3 is connected to the gate electrode GL of the photosensor LS made of TFT in a circuit, and a predetermined gate bias voltage is supplied from the terminal T3. Further, the lead wiring L4 is connected to the control electrode of the electrostatic protection circuit PT of the photosensor LS made of TFT, and the electrode of the photosensor LS made of TFT is shared by the signal from the terminal T4 during the intermediate inspection of the liquid crystal display device. The wiring COM is short-circuited or disconnected.

次に、液晶表示装置１０の各サブ画素の具体的構成について主に図２及び図３を参照して説明する。アレイ基板ＡＲの透明基板１１上の表示領域ＤＡ（図１参照）には、走査線ＧＷが等間隔に平行になるように形成され、更にこの走査線ＧＷからスイッチング素子を構成するＴＦＴのゲート電極Ｇが延設されている。また、この隣り合う走査線ＧＷ間の略中央には走査線ＧＷと平行になるように補助容量線１６が形成され、この補助容量線１６には補助容量線１６よりも幅広となされた補助容量電極１７が形成されている。 Next, a specific configuration of each sub-pixel of the liquid crystal display device 10 will be described mainly with reference to FIGS. In the display area DA (see FIG. 1) on the transparent substrate 11 of the array substrate AR, the scanning lines GW are formed so as to be parallel to each other at regular intervals, and further, the gate electrodes of the TFTs constituting the switching elements from the scanning lines GW. G is extended. In addition, an auxiliary capacitance line 16 is formed substantially in the middle between the adjacent scanning lines GW so as to be parallel to the scanning line GW. The auxiliary capacitance line 16 has an auxiliary capacitance that is wider than the auxiliary capacitance line 16. An electrode 17 is formed.

また、透明基板１１の全面に、走査線ＧＷ、補助容量線１６、補助容量電極１７及びゲート電極Ｇを覆うようにして窒化ケイ素や酸化ケイ素などの透明絶縁材料からなるゲート絶縁膜１８が積層されている。そして、ゲート電極Ｇの上にゲート絶縁膜１８を介して例えばａ−Ｓｉ等からなる半導体層１９が形成されている。また、ゲート絶縁膜１８上に複数の信号線ＳＷが走査線ＧＷと交差するようにして形成され、この信号線ＳＷから半導体層１９と接触するようにＴＦＴのソース電極Ｓが延設されている。更に、信号線ＳＷ及びソース電極Ｓと同一の材料からなるドレイン電極Ｄが同じく半導体層１９と接触するようにゲート絶縁膜１８上に設けられている。 A gate insulating film 18 made of a transparent insulating material such as silicon nitride or silicon oxide is laminated on the entire surface of the transparent substrate 11 so as to cover the scanning lines GW, auxiliary capacitance lines 16, auxiliary capacitance electrodes 17 and gate electrodes G. ing. A semiconductor layer 19 made of, for example, a-Si is formed on the gate electrode G via a gate insulating film 18. A plurality of signal lines SW are formed on the gate insulating film 18 so as to intersect the scanning lines GW, and a source electrode S of the TFT is extended from the signal line SW so as to be in contact with the semiconductor layer 19. . Further, the drain electrode D made of the same material as the signal line SW and the source electrode S is provided on the gate insulating film 18 so as to be in contact with the semiconductor layer 19.

ここで、走査線ＧＷと信号線ＳＷとに囲まれた領域が１サブ画素に相当する。そしてゲート電極Ｇ、ゲート絶縁膜１８、半導体層１９、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄによってスイッチング素子となるＴＦＴが構成される。このＴＦＴはそれぞれのサブ画素に形成される。この場合、ドレイン電極Ｄと補助容量電極１７によって各サブ画素の補助容量を形成することになる。 Here, a region surrounded by the scanning line GW and the signal line SW corresponds to one subpixel. The gate electrode G, the gate insulating film 18, the semiconductor layer 19, the source electrode S, and the drain electrode D constitute a TFT serving as a switching element. This TFT is formed in each sub-pixel. In this case, the auxiliary capacitance of each subpixel is formed by the drain electrode D and the auxiliary capacitance electrode 17.

これらの信号線ＳＷ、ＴＦＴ、ゲート絶縁膜１８を覆うようにして透明基板１１の全面にわたり例えば無機絶縁材料からなる保護絶縁膜（パッシベーション膜）２０が積層され、この保護絶縁膜２０上に例えばポジ型の感光材料を含むアクリル樹脂等からなる層間膜（平坦化膜）２１が透明基板１１の全体にわたり積層されている。この層間膜２１の表面は、反射部２２においては微細な凹凸が形成されており、透過部２３においては平らになされている。なお、図２及び図３においては反射部２２における凹凸は図示を省略している。 A protective insulating film (passivation film) 20 made of, for example, an inorganic insulating material is laminated over the entire surface of the transparent substrate 11 so as to cover the signal lines SW, TFTs, and the gate insulating film 18. An interlayer film (planarizing film) 21 made of acrylic resin or the like containing a photosensitive material of a mold is laminated over the entire transparent substrate 11. The surface of the interlayer film 21 is formed with fine irregularities in the reflection portion 22 and flat in the transmission portion 23. 2 and 3, the unevenness in the reflecting portion 22 is not shown.

そして、反射部２２の層間膜２１の表面にはスパッタリング法によって例えばアルミニウムないしアルミニウム合金製の反射板２４が形成されており、保護絶縁膜２０、層間膜２１及び反射板２４にはＴＦＴのドレイン電極Ｄに対応する位置にコンタクトホール２５が形成されている。 A reflective plate 24 made of, for example, aluminum or aluminum alloy is formed on the surface of the interlayer film 21 of the reflective portion 22 by sputtering, and the drain electrode of the TFT is formed on the protective insulating film 20, the interlayer film 21 and the reflective plate 24. A contact hole 25 is formed at a position corresponding to D.

更に、それぞれの画素において、反射板２４の表面、コンタクトホール２５内及び透過部２３の層間膜２１の表面には、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）ないしＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電性材料からなる画素電極２６が形成され、この画素電極２６の更に上層に全ての画素を覆うように配向膜（図示せず）が積層されている。 Further, in each pixel, a transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide) is formed on the surface of the reflection plate 24, the contact hole 25, and the surface of the interlayer film 21 of the transmission portion 23. The pixel electrode 26 is formed, and an alignment film (not shown) is laminated on the upper layer of the pixel electrode 26 so as to cover all the pixels.

また、カラーフィルタ基板ＣＦは、ガラス基板等からなる透明基板１２の表面に、アレイ基板ＡＲの走査線ＧＷ及び信号線ＳＷに対向するように遮光層（図示省略）が形成され、この遮光層に囲まれたそれぞれの画素に対応して例えば赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）からなるカラーフィルタ層２７が設けられている。更に、反射部２２に対応する位置のカラーフィルタ層２７の表面にはトップコート層２８が形成されており、このトップコート層２８の表面及び透過部２３に対応する位置のカラーフィルタ層２７の表面には共通電極２９及び配向膜（図示せず）が積層されている。なお、カラーフィルタ層２７としては、更にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等のカラーフィルタ層を適宜に組み合わせて使用する場合もあり、モノクロ表示用の場合にはカラーフィルタ層を設けない場合もある。 The color filter substrate CF has a light shielding layer (not shown) formed on the surface of the transparent substrate 12 made of a glass substrate or the like so as to face the scanning lines GW and the signal lines SW of the array substrate AR. A color filter layer 27 made of, for example, red (R), green (G), and blue (B) is provided corresponding to each surrounded pixel. Further, a top coat layer 28 is formed on the surface of the color filter layer 27 at a position corresponding to the reflection portion 22, and the surface of the top coat layer 28 and the surface of the color filter layer 27 at a position corresponding to the transmission portion 23. A common electrode 29 and an alignment film (not shown) are stacked. In addition, as the color filter layer 27, a color filter layer of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), or the like may be used in an appropriate combination. In the case of monochrome display, the color filter layer may be used. May not be provided.

そして、上述した構成を備えるアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦがシール材（図示せず）を介して貼り合わされ、最後にこの両基板とシール材とによって囲まれた領域に液晶１４が封入されることにより、半透過型液晶表示装置１０を得ることができる。なお、透明基板１１の下方には、図示しない周知の光源、導光板、拡散シート等を有するバックライトないしはサイドライトを配置される。 Then, the array substrate AR and the color filter substrate CF having the above-described configuration are bonded together via a sealing material (not shown), and finally the liquid crystal 14 is sealed in a region surrounded by both the substrates and the sealing material. Thus, the transflective liquid crystal display device 10 can be obtained. Note that a backlight or a sidelight having a well-known light source, a light guide plate, a diffusion sheet and the like (not shown) is disposed below the transparent substrate 11.

この場合、反射板２４を画素電極２６の下部全体に亘って設けると反射型液晶表示パネルが得られるが、この反射型液晶表示パネルを使用した反射型液晶表示装置の場合は、バックライトないしはサイドライトに代えて、フロントライトが使用される。 In this case, a reflective liquid crystal display panel can be obtained by providing the reflector 24 over the entire lower portion of the pixel electrode 26. In the case of a reflective liquid crystal display device using this reflective liquid crystal display panel, the backlight or side A front light is used instead of the light.

［第１実施形態］
次に第１実施形態の光検出部ＬＤの構成について、図４〜図６を用いて詳細に説明する。なお、図４及び図５においては、ＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃを合計３個のみ示しているが、このＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃの数は３個に限定されることなく、２つ以上であれば適宜その数を変更することが可能である。光検出部ＬＤにおいては、複数個のＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃは、互いに隣接し、かつ平行な状態で一列に設けられている。 [First Embodiment]
Next, the configuration of the light detection unit LD of the first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5, only a total of three photosensors LSa to LSc made of TFTs are shown. However, the number of photosensors LSa to LSc made of TFTs is not limited to three, and 2 The number can be changed as appropriate if there are two or more. In the light detection unit LD, the photosensors LSa to LSc including a plurality of TFTs are provided in a row in a state of being adjacent to each other and in parallel.

これらの複数個のＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃの回路構成を図４を用いて説明する。３個のＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃは、ドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃ、ソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃ及びゲート電極ＧＬａ〜ＧＬｃはそれぞれ並列に接続されている。ドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃ及びソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃ間にはコンデンサＣが接続されている。ソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃとコンデンサＣの一方の端子が引き回し配線Ｌ１を介して端子Ｔ１に接続されている。また、この端子Ｔ１は、スイッチング素子Ｓｗｉを介して第１基準電圧源Ｖｓ（例えば＋２Ｖ）に接続されているとともに、出力線に所定の出力電圧Ｓｉｇが出力されるようになっている。光センサＬＳａ〜ＬＳｃのドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃ及びコンデンサＣの他方の端子は引き回し配線Ｌ２を介して端子Ｔ２に接続されており、この端子Ｔ２には所定の直流電圧を供給する第２基準電圧源ＶＲＥＦが接続されている。更に、光センサＬＳａ〜ＬＳｃのゲート電極ＧＬ１〜ＧＬ３は引き回し配線Ｌ３を介して端子Ｔ３に接続されており、この端子Ｔ３には所定の定電圧ＶＧ（例えば−１０Ｖ）源に接続されている。 The circuit configuration of the photosensors LSa to LSc composed of the plurality of TFTs will be described with reference to FIG. In the photosensors LSa to LSc composed of three TFTs, the drain electrodes DLa to DLc, the source electrodes SLa to SLc, and the gate electrodes GLa to GLc are connected in parallel. A capacitor C is connected between the drain electrodes DLa to DLc and the source electrodes SLa to SLc. The source electrodes SLa to SLc and one terminal of the capacitor C are connected to the terminal T1 through the lead wiring L1. The terminal T1 is connected to the first reference voltage source Vs (for example, + 2V) via the switching element Swi, and a predetermined output voltage Sig is output to the output line. The drain electrodes DLa to DLc of the photosensors LSa to LSC and the other terminal of the capacitor C are connected to a terminal T2 via a lead wiring L2, and a second reference voltage source for supplying a predetermined DC voltage to the terminal T2. VREF is connected. Further, the gate electrodes GL1 to GL3 of the photosensors LSa to LSc are connected to a terminal T3 via a lead wiring L3, and the terminal T3 is connected to a predetermined constant voltage VG (for example, −10 V) source.

なお、端子Ｔ２は第２基準電圧源ＶＲＥＦに接続されているものとしたが、これに限らず、例えば接地するようにしてもよい。また、図５に示すように、本第１実施形態においては各光センサＬＳａ〜ＬＳｃに共通にコンデンサＣを設けた構成を説明したが、これに限らず各光センサＬＳａ〜ＬＳｃ毎に個別に比較的容量の小さなコンデンサを設けるようにしても良い。 The terminal T2 is connected to the second reference voltage source VREF, but is not limited thereto, and may be grounded, for example. In addition, as shown in FIG. 5, in the first embodiment, the configuration in which the capacitors C are provided in common to the respective photosensors LSa to LSc has been described. However, the configuration is not limited thereto, and each photosensor LSa to LSc is individually provided. A capacitor having a relatively small capacity may be provided.

なお、このように検出された出力電圧は、図示しない検出回路で外光の明るさの検出に用いられ、この検出された外光の明るさに基づいて、図示しない制御手段によりバックライトの制御がなされる。この検出回路としては、例えばスイッチ素子Ｓｗｉのオン／オフに同期した公知のサンプリングホールド回路によってアナログ出力電圧に変換し、このアナログ出力電圧をＡ／Ｄ変換器によってデジタル変換した後にデジタル演算処理するものである。 The output voltage detected in this way is used for detecting the brightness of outside light by a detection circuit (not shown). Based on the detected brightness of outside light, the control means (not shown) controls the backlight. Is made. As this detection circuit, for example, a known sampling and holding circuit synchronized with on / off of the switch element Swi is converted into an analog output voltage, and this analog output voltage is digitally converted by an A / D converter and then subjected to digital arithmetic processing. It is.

次にＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃの具体的構造について図５及び図６を用いて説明する。先ず、ＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃは、初めに共通のゲート電極ＧＬを形成する。図４に示した回路図では、ゲート電極は等価的に参照符号「ＧＬａ」〜「ＧＬｃ」に分けて個別に記載されているが、実際には共通のゲート電極ＧＬを用いている。このゲート電極ＧＬ上を覆うように透明絶縁材料からなるゲート絶縁膜１８を形成する。次いで、ゲート絶縁膜１８上に非晶質シリコン又は多結晶シリコンから構成され、外光の受光部となる半導体層３１を形成する。この工程までは、表示領域ＤＡのスイッチング素子としてのＴＦＴの製造工程と同時に行うことができる。更に、この半導体層３１上には、この半導体層３１の一方の側部から半導体層３１を横切るように形成された複数本のソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃが形成され、同時にこの半導体層３１の他方の側部からから同じく半導体層３１を横切るように形成された複数本のドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃが形成される。 Next, a specific structure of the photosensors LSa to LSc made of TFTs will be described with reference to FIGS. First, the photosensors LSa to LSc composed of TFTs first form a common gate electrode GL. In the circuit diagram shown in FIG. 4, the gate electrodes are equivalently divided and individually described by reference numerals “GLa” to “GLc”, but actually, a common gate electrode GL is used. A gate insulating film 18 made of a transparent insulating material is formed so as to cover the gate electrode GL. Next, a semiconductor layer 31 made of amorphous silicon or polycrystalline silicon and serving as a light receiving portion for external light is formed on the gate insulating film 18. Up to this process, it can be performed simultaneously with the manufacturing process of the TFT as the switching element of the display area DA. Further, a plurality of source electrodes SLa to SLc are formed on the semiconductor layer 31 so as to cross the semiconductor layer 31 from one side of the semiconductor layer 31, and at the same time, the other side of the semiconductor layer 31 is formed. A plurality of drain electrodes DLa to DLc that are formed so as to cross the semiconductor layer 31 from the side are formed.

従来のＴＦＴからなる光センサでは、このソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃ及びドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃはアルミニウム金属等の非透光性の導電性材料で形成されるが、第１実施形態のＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃでは画素電極と同じ材料であるＩＴＯないしＩＺＯ等の透明導電性材料を使用する。ソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃ及びドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃは、画素電極２６の形成時に同時に形成することができる。なお、透明導電性物質としては、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕなどの金属であっても３〜１５ｎｍ程度に薄く成膜すればある程度の透過性を有するので使用することができる。しかしながら、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕなどの金属薄膜は光の吸収が大きいし、化学的安定性が悪いという短所がある。可視光のエネルギーは１．６〜３．３ｅＶであるから３．３ｅＶ以上のバンドギャップを有する材料であれば電子のバンド間遷移による光吸収は生じなくなり、透明となる。一般的に遷移金属を含む物質は化学結合のイオン性が高いほどエネルギーギャップは高く、酸化物はその代表物質であり、これにはＩｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＭｎＩｎＯ４などがある。酸化物以外にも、ＴｉＮなどが透明であるので、一応使用し得る。このように、透明で導電性を有した物質は多種多様なものが知られているが、低抵抗性、高透過率、そして加工性という観点から、ＩＴＯないしＩＺＯが最適である。 In the conventional optical sensor composed of TFTs, the source electrodes SLa to SLc and the drain electrodes DLa to DLc are formed of a non-translucent conductive material such as aluminum metal, but the optical sensor composed of the TFT of the first embodiment. In LSa to LSC, a transparent conductive material such as ITO or IZO which is the same material as the pixel electrode is used. The source electrodes SLa to SLc and the drain electrodes DLa to DLc can be formed at the same time as the pixel electrode 26 is formed. As the transparent conductive material, even metals such as Au, Ag, and Cu can be used because they have a certain degree of transparency if they are formed as thin as about 3 to 15 nm. However, metal thin films such as Au, Ag, and Cu have the disadvantages of large light absorption and poor chemical stability. Since the energy of visible light is 1.6 to 3.3 eV, if the material has a band gap of 3.3 eV or more, light absorption due to interband transition of electrons does not occur and the material becomes transparent. In general, a material containing a transition metal has a higher energy gap as the ionicity of a chemical bond is higher, and an oxide is a representative material, such as In 2 O 3, SnO 2, ZnO, and MnInO 4. In addition to oxides, TiN and the like are transparent and can be used for the time being. As described above, a wide variety of transparent and conductive substances are known, but ITO or IZO is most suitable from the viewpoint of low resistance, high transmittance, and processability.

ソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃは、ＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃの外側に引き回された引き回し配線Ｌ１から延設するように複数本形成されており、それぞれ平面視でほぼくし歯状となっている。同様に、ドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃは、ＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃの反対側の外側に引き回しされた引き回し配線Ｌ２から延設するように複数本形成されており、ソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃの場合と同様に、平面視でほぼくし歯状となっている。そして、ソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃ及び前記ドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃは、互いに一定距離隔てて噛み合うように形成されている。また、ソース電極ＳＬａ及びドレイン電極ＤＬａの更に上層には、保護絶縁膜２０が形成されている。なお、引き回し配線Ｌ１及びＬ２は、ソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃ及びドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃと同様に、透明導電性物質で形成することも可能であるが、配線抵抗が大きくなるので、アルミニウム等の金属材料で形成する方が望ましい。また、図６の両側に形成されている配線部分は共通配線ＣＯＭを示す。 A plurality of source electrodes SLa to SLc are formed so as to extend from the routing wiring L1 routed outside the photosensors LSa to LSc made of TFT, and each has a substantially comb-like shape in plan view. . Similarly, a plurality of drain electrodes DLa to DLc are formed so as to extend from the routing wiring L2 routed outside the opposite side of the photosensors LSa to LSc made of TFT. In the case of the source electrodes SLa to SLc, In the same manner as in FIG. The source electrodes SLa to SLc and the drain electrodes DLa to DLc are formed so as to mesh with each other at a predetermined distance. In addition, a protective insulating film 20 is formed on the upper layer of the source electrode SLa and the drain electrode DLa. Note that the routing wirings L1 and L2 can be formed of a transparent conductive material as in the case of the source electrodes SLa to SLc and the drain electrodes DLa to DLc. However, since the wiring resistance increases, a metal material such as aluminum is used. It is desirable to form with. Further, the wiring portions formed on both sides in FIG. 6 indicate the common wiring COM.

このように形成されたＴＦＴからなる光センサＬＳａは、カラーフィルタ基板ＣＦの対向する領域に透明樹脂からなるオーバーコート層３３が配設された窓部Ｗを介して外光が照射されるようになっている。また、この窓部Ｗの周囲は遮光層ＢＭによって遮光されている。このように窓部Ｗの周囲を遮光層ＢＭで遮光することで、周囲からの光以外が半導体層３１に照射されることがほとんどなく、外光をより正確に受光することが可能となる。 The optical sensor LSa made of TFTs formed in this way is irradiated with external light through a window portion W in which an overcoat layer 33 made of a transparent resin is disposed in a region facing the color filter substrate CF. It has become. Further, the periphery of the window W is shielded from light by the light shielding layer BM. Thus, by shielding the periphery of the window portion W with the light shielding layer BM, the semiconductor layer 31 is hardly irradiated with light other than the light from the surroundings, and external light can be received more accurately.

上述のような構成を備える光検出部ＬＤは、ＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃのゲート電極ＧＬ１〜ＧＬ３に所定の定電圧ＶＧ源から端子Ｔ３及び引き回し配線Ｌ３を介してゲートオフ領域となる一定の逆バイアス電圧（例えば−１０Ｖ）を印加し、ドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃとソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃとの間にコンデンサＣを接続する。そしてドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃとコンデンサＣの一端にスイッチ素子Ｓｗｉを介して第１基準電圧源Ｖｓを接続し、スイッチ素子Ｓｗｉをオン状態にして所定の電圧（例えば＋２Ｖ）をコンデンサＣの両端に印加した後、スイッチ素子Ｓｗｉをオフ状態にする。その後、コンデンサＣの両端の電圧Ｓｉｇを出力線に出力し、別途図示しない検出回路において、この出力線の電圧Ｓｉｇが予め定めた所定値になるまでの時間を求めることにより、外光の明るさを検出することができる。 The light detection unit LD having the above-described configuration is a constant gate off region from a predetermined constant voltage VG source to the gate electrodes GL1 to GL3 of the photosensors LSa to LSc made of TFTs via the terminal T3 and the lead wiring L3. A reverse bias voltage (for example, −10 V) is applied, and a capacitor C is connected between the drain electrodes DLa to DLc and the source electrodes SLa to SLc. The drain electrode DLa to DLc and one end of the capacitor C are connected to the first reference voltage source Vs via the switch element Swi, the switch element Swi is turned on, and a predetermined voltage (for example, +2 V) is applied to both ends of the capacitor C. After that, the switch element Swi is turned off. Thereafter, the voltage Sig at both ends of the capacitor C is output to the output line, and in a separate detection circuit (not shown), the time until the voltage Sig of the output line reaches a predetermined value is obtained. Can be detected.

以上示したように、第１実施形態に係るＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃによれば、半導体層３１上に形成されたソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃ及びドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃが透明導電性材料で形成されているので、外部から入射した被検出光はソース電極及びドレイン電極によって反射ないし吸収されることが少なく、半導体層３１の表面に多量の被検出光を入射させることができる。そのため、第１実施形態に係るＴＦＴからなる光センサによれば、被検出光が従来例のＴＦＴからなる光センサよりも半導体層に多量に入射されるため、キャリヤの発生が多くなって光検出感度が上昇する。 As described above, according to the photosensors LSa to LSc including the TFTs according to the first embodiment, the source electrodes SLa to SLc and the drain electrodes DLa to DLc formed on the semiconductor layer 31 are formed of a transparent conductive material. Therefore, the detection light incident from the outside is hardly reflected or absorbed by the source electrode and the drain electrode, and a large amount of detection light can be incident on the surface of the semiconductor layer 31. Therefore, according to the photosensor comprising the TFT according to the first embodiment, the detected light is incident on the semiconductor layer in a larger amount than the photosensor comprising the conventional TFT, so that the generation of carriers increases and the photodetection occurs. Sensitivity increases.

［変形例］
なお、第１実施形態の液晶表示装置１０としては、半透過型液晶表示装置に適用した例を示した。しかしながら、本発明は透過型液晶表示装置の場合にも適用可能である。特に、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードの透過型液晶表示装置に適用すると、画素部とＴＦＴからなる光センサとで同時に形成できる工程が多くなるので、第1の実施形態の液晶表示装置１０の場合よりも製造工程を大幅に減らすことができる。この本発明をＦＦＳモードの液晶表示装置１０'に適用した場合の変形例を図7を用いて説明する。なお、この変形例の液晶表示装置１０'においては、ＴＦＴからなる光センサの構成は第１実施形態に係るＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃの場合と同様であるので、図６を援用して説明することとする。 [Modification]
In addition, as the liquid crystal display device 10 of 1st Embodiment, the example applied to the transflective liquid crystal display device was shown. However, the present invention can also be applied to a transmissive liquid crystal display device. In particular, when applied to an FFS (Fringe Field Switching) mode transmissive liquid crystal display device, the number of processes that can be simultaneously formed by a pixel portion and a photosensor composed of TFTs increases. Therefore, in the case of the liquid crystal display device 10 of the first embodiment, The manufacturing process can be greatly reduced. A modification in the case where the present invention is applied to the FFS mode liquid crystal display device 10 'will be described with reference to FIG. Note that in the liquid crystal display device 10 ′ of this modification, the configuration of the photosensors composed of TFTs is the same as that of the photosensors LSa to LSC composed of TFTs according to the first embodiment, and therefore FIG. I will explain.

アレイ基板ＡＲの透明基板１１上の表示領域ＤＡ（図１参照）に、アルミニウム等の金属材料によって走査線ＧＷを等間隔に平行になるように形成し、この走査線ＧＷからスイッチング素子を構成するＴＦＴのゲート電極Ｇを延設する。それと同時に、ＴＦＴからなる光センサの形成領域にも共通のゲート電極ＧＬを形成する。その後、透明基板１１の全面に、走査線ＧＷ、ゲート電極Ｇ及び光センサの形成領域の共通のゲート電極ＧＬを覆うようにしてゲート絶縁膜１８を積層する。そして、ゲート電極Ｇの上にゲート絶縁膜１８を介してａ−Ｓｉ等からなる半導体層１９を形成すると共に、ＴＦＴからなる光センサの形成領域のゲート電極ＧＬ上のゲート絶縁膜の表面にもａ−Ｓｉ等からなる半導体層３１を形成する。 In the display area DA (see FIG. 1) on the transparent substrate 11 of the array substrate AR, the scanning lines GW are formed in parallel at equal intervals by a metal material such as aluminum, and a switching element is configured from the scanning lines GW. The gate electrode G of the TFT is extended. At the same time, a common gate electrode GL is also formed in the formation region of the photosensor composed of TFTs. Thereafter, the gate insulating film 18 is laminated on the entire surface of the transparent substrate 11 so as to cover the scanning line GW, the gate electrode G, and the common gate electrode GL in the formation region of the photosensor. Then, a semiconductor layer 19 made of a-Si or the like is formed on the gate electrode G via the gate insulating film 18, and also on the surface of the gate insulating film on the gate electrode GL in the photosensor forming region made of TFT. A semiconductor layer 31 made of a-Si or the like is formed.

次いで、表示領域ＤＡのサブ画素毎に独立してＩＴＯないしＩＺＯからなる下電極４０を形成するとともに、ＴＦＴからなる光センサの形成領域の半導体層３１の表面にＩＴＯないしＩＺＯからなるソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃ及びドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃを形成する。この変形例では、このようにして透明導電性材料からなる下電極４０とＴＦＴからなる光センサのソース電極ＳＬａ〜ＳＬｃ及びドレイン電極ＤＬａ〜ＤＬｃを同時に形成することができる。その後、表示領域ＤＡにおいて、アルミニウム金属等の金属材料によりドレイン電極Ｄ及びソース電極Ｓに連なる信号線ＳＷを形成すると共に、表示領域ＤＡの周辺部にコモン配線ＣＯＭを形成する。このときドレイン電極Ｄと下電極４０とが電気的に接続されるので、下電極４０は画素電極として作動する。 Next, the lower electrode 40 made of ITO or IZO is formed independently for each sub-pixel of the display area DA, and the source electrode SLa made of ITO or IZO is formed on the surface of the semiconductor layer 31 in the photosensor formation area made of TFT. SLc and drain electrodes DLa to DLc are formed. In this modification, the lower electrode 40 made of a transparent conductive material and the source electrodes SLa to SLc and the drain electrodes DLa to DLc of the photosensor made of TFT can be simultaneously formed in this way. Thereafter, in the display area DA, a signal line SW connected to the drain electrode D and the source electrode S is formed using a metal material such as aluminum metal, and a common wiring line COM is formed around the display area DA. At this time, since the drain electrode D and the lower electrode 40 are electrically connected, the lower electrode 40 operates as a pixel electrode.

次いで、透明基板１１の露出している表面全体に保護絶縁膜２０を積層する。その後、表示領域ＤＡの周辺部のコモン配線ＣＯＭの一部が露出するように保護絶縁膜２０にコンタクトホール（図示せず）を形成する。その後、保護絶縁膜２０の表面全体をＩＴＯないしＩＺＯで被覆し、エッチングすることによりサブ画素毎に複数のスリット４１が平行に延びるように形成された上電極４２を形成する。この上電極４２は、図示しないコンタクトホールを経てコモン配線ＣＯＭと電気的に接続されているので、共通電極として作動する。そして、この上電極の表面を配向膜（図示せず）によって被覆することにより、変形例のＦＦＳモードの液晶表示装置１０'におけるアレイ基板が完成される。 Next, the protective insulating film 20 is laminated on the entire exposed surface of the transparent substrate 11. Thereafter, a contact hole (not shown) is formed in the protective insulating film 20 so that a part of the common wiring COM around the display area DA is exposed. Thereafter, the entire surface of the protective insulating film 20 is covered with ITO or IZO and etched to form the upper electrode 42 formed so that the plurality of slits 41 extend in parallel for each sub-pixel. Since the upper electrode 42 is electrically connected to the common wiring line COM through a contact hole (not shown), it operates as a common electrode. Then, the surface of the upper electrode is covered with an alignment film (not shown), thereby completing the array substrate in the FFS mode liquid crystal display device 10 ′ according to the modification.

なお、変形例のＦＦＳモードの液晶表示装置１０'におけるカラーフィルタ基板の構成は、カラーフィルタ層の表面に共通電極が形成されていない以外は図３に示した半透過型液晶表示装置１０のカラーフィルタ基板ＣＦの透過部の構成と同様であるので、図示省略する。このようにして、変形例のＦＦＳモードの液晶表示１０'によれば、画素部ＤＡの構成部分とＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃの構成部分とを同時に形成できる工程が多くなるので、第1の実施形態の液晶表示装置１０の場合よりも製造工程を大幅に減らすことができる。 The configuration of the color filter substrate in the FFS mode liquid crystal display device 10 ′ according to the modification is the same as that of the transflective liquid crystal display device 10 shown in FIG. 3 except that the common electrode is not formed on the surface of the color filter layer. Since it is the same as the structure of the transmission part of filter board | substrate CF, illustration is abbreviate | omitted. In this way, according to the FFS mode liquid crystal display 10 ′ of the modified example, the number of processes that can simultaneously form the constituent parts of the pixel portion DA and the constituent parts of the photosensors LSa to Lsc including TFTs are increased. The manufacturing process can be greatly reduced as compared with the case of the liquid crystal display device 10 of the embodiment.

［第２実施形態］
第１実施形態のＴＦＴからなる光センサＬＳａ〜ＬＳｃの表面は、保護絶縁膜２０で被覆されているが、静電的には光検出に寄与する部分が露出していることになる。そこで、第２実施形態のＴＦＴからなる光センサとしては、保護絶縁膜２０の表面に透明シールド電極を形成した。この第２実施形態のＴＦＴからなる光センサの一つＬＳａ'の構成を図８を用いて説明する。なお、図８は第１実施形態の光センサの図６に対応する部分の断面図であり、カラーフィルタ基板部分の構成は省略すると共に、図８においては図６に示したものと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。また、第２実施形態の光検出部ＬＳの等価回路図及び光検出部を拡大した平面図は、図４及び図５に示した第１実施形態の光検出部のものと同様であるので、その詳細な説明は省略する。 [Second Embodiment]
The surfaces of the photosensors LSa to LSC made of the TFTs of the first embodiment are covered with the protective insulating film 20, but electrostatically, portions that contribute to light detection are exposed. Therefore, a transparent shield electrode is formed on the surface of the protective insulating film 20 as an optical sensor comprising the TFT of the second embodiment. The configuration of one of the photosensors LSa ′ composed of TFTs of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a cross-sectional view of a portion corresponding to FIG. 6 of the photosensor of the first embodiment. The configuration of the color filter substrate portion is omitted, and in FIG. 8, the same configuration as that shown in FIG. The same reference numerals are given to the portions, and detailed description thereof is omitted. Further, the equivalent circuit diagram of the light detection unit LS of the second embodiment and the enlarged plan view of the light detection unit are the same as those of the light detection unit of the first embodiment shown in FIGS. Detailed description thereof is omitted.

第２実施形態のＴＦＴからなる光センサＬＳａ'が第１実施形態のＴＦＴからなる光センサＬＳａと構成が相違する点は、保護絶縁膜２０の表面に透明導電性材料からなる透明シールド電極３５が形成され、この透明シールド電極３５が保護絶縁膜２０に形成されたコンタクトホール３４を介して共通配線ＣＯＭと電気的に接続されている点である。このような構成とすると、ＴＦＴからなる光センサＬＳａ'の光検出に寄与する部分が透明シールド電極３５によって被覆されているので、外部の電界の影響を受けることが少なくなり、Ｓ／Ｎ比が向上するため、より低照度領域の光検出に適するようになる。 The configuration of the photosensor LSa ′ made of the TFT of the second embodiment is different from that of the photosensor LSa made of the TFT of the first embodiment in that the transparent shield electrode 35 made of a transparent conductive material is formed on the surface of the protective insulating film 20. The transparent shield electrode 35 is formed and electrically connected to the common wiring line COM through a contact hole 34 formed in the protective insulating film 20. With such a configuration, the portion contributing to the light detection of the photosensor LSa ′ made of TFT is covered with the transparent shield electrode 35, so that it is less affected by an external electric field, and the S / N ratio is reduced. Since it improves, it comes to be suitable for the light detection of a low illumination intensity area | region.

［第３実施形態］
第２実施形態のＴＦＴからなる光センサとしては、保護絶縁膜２０の表面に直接透明シールド電極３５を形成した例を示した。この場合、透明シールド電極３５とソース電極ＳＬａとの間に大きな寄生容量が形成されるので、光検出の時定数が大きくなってしまう。そこで、第３実施形態のＴＦＴからなる光センサとしては、透明シールド電極３５とソース電極ＳＬａとの間の距離が長くなるようにして寄生容量を減少させた。この第３実施形態のＴＦＴからなる光センサの一つＬＳａ"の構成を図９を用いて説明する。なお、図９は第１実施形態の光センサの図６に対応する部分の断面図であり、カラーフィルタ基板部分の構成は省略すると共に、図９においては図８に示したものと同一の構成部分には同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。また、第３実施形態の光検出部ＬＳの等価回路図及び光検出部を拡大した平面図は、図４及び図５に示した第１実施形態の光検出部のものと同様であるので、その詳細な説明は省略する。 [Third Embodiment]
As an optical sensor comprising the TFT of the second embodiment, an example in which the transparent shield electrode 35 is directly formed on the surface of the protective insulating film 20 is shown. In this case, since a large parasitic capacitance is formed between the transparent shield electrode 35 and the source electrode SLa, the time constant for light detection is increased. Therefore, in the optical sensor including the TFT of the third embodiment, the parasitic capacitance is reduced by increasing the distance between the transparent shield electrode 35 and the source electrode SLa. The configuration of one of the photosensors LSa ″ of the TFT according to the third embodiment will be described with reference to FIG. 9. FIG. 9 is a sectional view of a portion corresponding to FIG. 6 of the photosensor of the first embodiment. The configuration of the color filter substrate portion is omitted, and in FIG. 9, the same reference numerals are given to the same components as those shown in FIG. The equivalent circuit diagram of the photodetecting unit LS and the plan view in which the photodetecting unit is enlarged are the same as those of the photodetecting unit of the first embodiment shown in FIGS. Is omitted.

第３実施形態のＴＦＴからなる光センサＬＳａ"が第１実施形態のＴＦＴからなる光センサＬＳａと構成が相違する点は、保護絶縁膜２０の表面に層間膜３６を介して透明導電性材料からなる透明シールド電極３５が形成され、この透明シールド電極３５が層間膜３６及び保護絶縁膜２０に形成されたコンタクトホール３４'を介して共通配線ＣＯＭと電気的に接続されている点である。このような構成とすると、第２実施形態のＴＦＴからなる光センサＬＳａ'の場合と同様に、ＴＦＴからなる光センサＬＳａ"の光検出に寄与する部分がシールド電極３５によって被覆されているので、外部の電界の影響を受けることが少なくなり、Ｓ／Ｎ比が向上するため、より低照度領域の光検出に適するようになる。 The configuration of the photosensor LSa ″ made of the TFT of the third embodiment is different from that of the photosensor LSa made of the TFT of the first embodiment in that the surface of the protective insulating film 20 is made of a transparent conductive material via the interlayer film 36. The transparent shield electrode 35 is formed, and the transparent shield electrode 35 is electrically connected to the common wiring line COM through the contact hole 34 ′ formed in the interlayer film 36 and the protective insulating film 20. With such a configuration, as in the case of the photosensor LSa ′ made of TFT of the second embodiment, the portion contributing to the light detection of the photosensor LSa ″ made of TFT is covered by the shield electrode 35, so that the external Therefore, the S / N ratio is improved, so that it is suitable for light detection in a lower illuminance region.

加えて、第３実施形態のＴＦＴからなる光センサＬＳａ"では、透明シールド電極３５とソース電極ＳＬａとの間の距離が実施形態１及び２のＴＦＴからなる光センサＬＳａ及びＬＳａ'の場合よりも長くなっているため、寄生容量が減少するので、光検出の時定数が小さくなる。そのため、第３実施形態のＴＦＴからなる光センサＬＳａ"によれば、より低照度領域の光検出に適するようになる。 In addition, in the photosensor LSa ″ made of the TFT of the third embodiment, the distance between the transparent shield electrode 35 and the source electrode SLa is larger than in the photosensors LSa and LSa ′ made of the TFT of the first and second embodiments. Since it is longer, the parasitic capacitance is reduced, so that the time constant of light detection becomes smaller. Therefore, the photosensor LSa ″ made of the TFT of the third embodiment is suitable for light detection in a lower illuminance region. become.

本発明の各実施形態に共通する半透過型液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表したアレイ基板を模式的に示した平面図である。FIG. 2 is a plan view schematically showing an array substrate seen through a color filter substrate of a transflective liquid crystal display device common to each embodiment of the present invention. 図１のアレイ基板の１サブ画素分の平面図である。It is a top view for 1 sub pixel of the array substrate of FIG. 図２のIII−III線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the III-III line of FIG. 光検出部の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a light detection part. 光検出部を拡大して示す平面図である。It is a top view which expands and shows a photon detection part. 図５のVI−VI線で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the VI-VI line of FIG. 変形例のアレイ基板の１サブ画素分の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view for 1 sub pixel of the array substrate of a modification. 第２実施形態の光検出部の図６に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 6 of the photon detection part of 2nd Embodiment. 第３実施形態の光検出部の図６に対応する断面図であるIt is sectional drawing corresponding to FIG. 6 of the photon detection part of 3rd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０：液晶表示装置１１、１２：透明基板１３：張出し部１４：液晶１６：補助容量線１７：補助容量電極１８：ゲート絶縁膜１９：半導体層２０：保護絶縁膜（パッシベーション膜）２１：層間膜（平坦化膜）２２：反射部２３：透過部２４：反射板２５：コンタクトホール２６：画素電極２７：カラーフィルタ層２８トップコート層２９：共通電極３１：半導体層３３：オーバーコート層３４、３４'：コンタクトホール３５：透明シールド電極３６：層間膜４０：下電極４１：スリット４２：上電極ＡＲ：アレイ基板ＣＦ：カラーフィルタ基板Ｄｒ：半導体チップＧＷ：走査線ＳＷ：信号線ＧＬ：ゲート引き回し配線ＳＬ：ソース引き回し配線ＣＯＭ：共通配線ＬＤ：検出回路Ｌ１〜Ｌ４：引き回し配線ＬＳ、ＬＳａ〜ＬＳｃ：ＴＦＴからなる光センサＤＬａ〜ＤＬｃ：光センサのドレイン電極ＧＬ、ＧＬａ〜ＧＬｃ：光センサのゲート電極ＳＬａ〜ＳＬｃ：光センサのソース電極ＰＴ：静電気保護回路Ｃ：コンデンサＢＭ：遮光層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Liquid crystal display device 11, 12: Transparent substrate 13: Overhang | projection part 14: Liquid crystal 16: Auxiliary capacity line 17: Auxiliary capacity electrode 18: Gate insulating film 19: Semiconductor layer 20: Protective insulating film (passivation film) 21: Interlayer film (Planeization film) 22: Reflecting portion 23: Transmitting portion 24: Reflecting plate 25: Contact hole 26: Pixel electrode 27: Color filter layer 28 Top coat layer 29: Common electrode 31: Semiconductor layer 33: Overcoat layer 34, 34 ': Contact hole 35: Transparent shield electrode 36: Interlayer film 40: Lower electrode 41: Slit 42: Upper electrode AR: Array substrate CF: Color filter substrate Dr: Semiconductor chip GW: Scanning line SW: Signal line GL: Gate routing wiring SL: Source routing wiring COM: Common wiring LD: Detection circuit L1 to L : Lead wiring LS, LSa to LSc: Photosensor composed of TFTs DLa to DLc: Drain electrode of photosensor GL, GLa to GLc: Gate electrode of photosensor SLa to SLc: Source electrode of photosensor PT: Electrostatic protection circuit C: Capacitor BM: Light shielding layer

Claims

ゲート電極上に第１絶縁膜を介して半導体層が形成され、前記ゲート電極上の半導体層の表面に部分的に接触するように近接配置されたソース電極及びドレイン電極を備える薄膜トランジスタからなる光センサにおいて、
前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、少なくとも前記半導体材料と接触している部分の少なくとも一部が透明導電性材料で形成されていることを特徴とする薄膜トランジスタからなる光センサ。 An optical sensor comprising a thin film transistor in which a semiconductor layer is formed on a gate electrode through a first insulating film, and which includes a source electrode and a drain electrode that are disposed in close proximity so as to partially contact the surface of the semiconductor layer on the gate electrode In
An optical sensor comprising a thin film transistor, wherein at least part of the source electrode and the drain electrode that are in contact with the semiconductor material is formed of a transparent conductive material.

前記ソース電極及び前記ドレイン電極は、互いに一定距離隔てて噛み合う櫛歯状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタからなる光センサ。 2. The photosensor comprising a thin film transistor according to claim 1, wherein the source electrode and the drain electrode are formed in a comb-like shape that meshes with each other at a predetermined distance.

前記ゲート電極及びソース電極は、前記半導体層と接触していない領域が金属材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜トランジスタからなる光センサ。 2. The optical sensor comprising a thin film transistor according to claim 1, wherein the gate electrode and the source electrode are formed of a metal material in a region not in contact with the semiconductor layer.

前記ゲート電極、ソース電極及び露出している前記第１絶縁膜の表面は第２絶縁膜で被覆されており、前記第２絶縁膜の表面には透明導電性材料からなるシールド電極が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜トランジスタからなる光センサ。 The gate electrode, the source electrode, and the exposed surface of the first insulating film are covered with a second insulating film, and a shield electrode made of a transparent conductive material is formed on the surface of the second insulating film. An optical sensor comprising the thin film transistor according to claim 1.

前記ゲート電極、ソース電極及び露出している前記第１絶縁膜の表面は第２絶縁膜及び樹脂材料からなる層間膜で被覆されており、前記層間膜の表面には透明導電性材料からなるシールド電極が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜トランジスタからなる光センサ。 The surface of the gate electrode, the source electrode and the exposed first insulating film is covered with a second insulating film and an interlayer film made of a resin material, and the surface of the interlayer film is a shield made of a transparent conductive material 4. An optical sensor comprising a thin film transistor according to claim 1, wherein an electrode is formed.

アクティブマトリクス基板と、カラーフィルタ基板と、前記アクティブマトリクス基板とカラーフィルタ基板との間に狭持された液晶層と、前記アクティブマトリクス基板上に形成された薄膜トランジスタからなる光センサと、を備えた液晶表示装置であって、
前記薄膜トランジスタからなる光センサの前記ソース電極及び前記ドレイン電極は透明導電性材料で形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal comprising an active matrix substrate, a color filter substrate, a liquid crystal layer sandwiched between the active matrix substrate and the color filter substrate, and an optical sensor comprising a thin film transistor formed on the active matrix substrate A display device,
The liquid crystal display device, wherein the source electrode and the drain electrode of the photosensor comprising the thin film transistor are made of a transparent conductive material.

前記透明導電性材料からなるソース電極及びドレイン電極は、前記アクティブマトリクス基板に形成された透明導電性材料からなる画素電極と同組成の材料で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。 The source electrode and the drain electrode made of the transparent conductive material are made of a material having the same composition as that of the pixel electrode made of the transparent conductive material formed on the active matrix substrate. Liquid crystal display device.

前記透明導電性材料から成るソース電極、ドレイン電極及び露出している前記第１絶縁膜の表面は第２絶縁膜で被覆されており、前記第２絶縁膜の表面には透明導電性材料からなるシールド電極が形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の液晶表示装置。 The source electrode and drain electrode made of the transparent conductive material and the exposed surface of the first insulating film are covered with a second insulating film, and the surface of the second insulating film is made of a transparent conductive material. The liquid crystal display device according to claim 6, wherein a shield electrode is formed.

前記透明導電性材料から成るソース電極、ドレイン電極及び露出している前記第１絶縁膜の表面は第２絶縁膜及び樹脂材料からなる層間膜で被覆されており、前記層間膜の表面には透明導電性材料からなるシールド電極が形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の液晶表示装置。 The source electrode and drain electrode made of the transparent conductive material and the exposed surface of the first insulating film are covered with a second insulating film and an interlayer film made of a resin material, and the surface of the interlayer film is transparent The liquid crystal display device according to claim 6, wherein a shield electrode made of a conductive material is formed.