(57)【要約】【課題】液晶の劣化を誘発しないようにして光センサを有する光検出部を液晶表示パネルに組み込んだ液晶表示装置を提供すること。【解決手段】ＴＦＴ基板２とＣＦ基板２５とをシール材６を介して貼り合せ、この貼り合せで形成された空間に液晶１４を封入した液晶パネルと、ＴＦＴ基板の背面に配設して液晶パネルを照明するバックライトＢＬと、外光を検知する光センサを有する光検出部ＬＳとを備え、光検出部の出力により液晶パネルを照明する照光手段を制御するようにした液晶表示装置において、ＴＦＴ基板は、シール枠内の表面に光検出部の光センサを設け、光センサの表面を絶縁層１８を介して透明電極２２で覆い、透明電極をＣＦ基板の対向電極２６に電気的に接続して、透明電極と対向電極とが同電位となるようにした。【選択図】図９
2007304519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブマトリクス基板と対向基板とをシール枠を介して貼り合せ、この貼り合せで
形成された空間に液晶を封入した液晶パネルと、前記アクティブマトリクス基板の背面に
配設して前記液晶パネルを照明する照光手段と、外光を検知する光センサを有する光検出
部とを備え、前記光検出部の出力により前記液晶パネルを照明する前記照光手段を制御す
るようにした液晶表示装置において、
前記アクティブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記光検出部の光センサを
設け、該光センサの表面を絶縁層を介して透明電極で覆い、該透明電極を前記対向基板の
対向電極に電気的に接続して、前記透明電極と前記対向電極とが同電位となるようにした
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記光検出部の光センサは、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記ア
クティブマトリクス基板の製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての
薄膜トランジスタと同時に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
置。
【請求項３】
前記光検出部の光センサは、前記薄膜トランジスタの半導体層と前記透明電極間の絶縁
層の層厚を前記半導体層とゲート電極間の絶縁層の層厚より厚くしたことを特徴とする請
求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
光透過性を有するアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール枠を介して貼り合せ
、この貼り合せにより形成された空間に液晶を封入した液晶パネルと、前記アクティブマ
トリクス基板の背面に配設して前記液晶パネルを照明する照光手段と、外光を検知する半
導体光センサを有する光検出部とを備え、前記光検出部の出力により前記照光手段を制御
するようにした液晶表示装置において、
前記アクティブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記光検出部の光センサを
設け、該光センサの半導体層とその近傍を除いた表面を遮光層で覆い、さらに該遮光層を
透明電極で覆い、該透明電極を前記対向基板の対向電極に電気的に接続して、前記透明電
極と前記対向電極とが同電位となるようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記光検出部の光センサは、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記ア
クティブマトリクス基板の製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての
薄膜トランジスタと同時に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装
置。
【請求項６】
光透過性を有するアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール枠を介して貼り合せ
、この貼り合せにより形成された空間に液晶を封入した液晶パネルと、前記アクティブマ
トリクス基板の背面に配設して前記液晶パネルを照明する照光手段と、外光を検知する半
導体光センサを有する光検出部とを備え、前記光検出部の出力により前記照光手段を制御
するようにした液晶表示装置において、
前記アクティブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記照光手段からの光を遮
光する遮光層を設け、該遮光層の上に前記光検出部の光センサを配設し、さらに該光セン
サの表面を絶縁層を介して透明電極で覆い、該透明電極を前記対向基板の対向電極に電気
的に接続して、前記透明電極と前記対向電極とが同電位となるようにしたことを特徴とす
る液晶表示装置。
【請求項７】
前記光検出部の光センサは、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記ア
クティブマトリクス基板の製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての
薄膜トランジスタと同時に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。
【請求項８】
前記液晶パネルは、透過型又は半透過型液晶表示パネルであることを特徴とする請求項
１〜７のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に係り、特にバックライトやフロントライト等の光源を有する液
晶表示装置において、外光の明るさに応じて自動的に光源の明るさを変えることのできる
液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、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使用が急速に
普及している。特に、携帯型のものは、消費電力を減少させるために、透過型液晶表示装
置のようなバックライトないしはサイドライト（以下、両者を纏めて「バックライト等」
という）を必要としない反射型の液晶表示装置が多く用いられている。しかし、この反射
型液晶表示装置は、外光を光源として利用するので暗い室内などでは見え難くなってしま
うために、フロントライトを使用したものや、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。例えば、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して画像を表示し、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の
で、常時フロントライトを点灯する必要がなく、消費電力を大幅に削減することができる
。また、半透過型液晶表示装置は、一つの画素内に透明電極を備えた透過部と反射電極を
備えた反射部を有しており、暗い場所においてはバックライト等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しているため、この場合も常時バックライト等
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。
【０００３】
このような反射型液晶表示装置や半透過型液晶表示装置においては、外光の強さにより
液晶表示画面の見えやすさが異なる。このため、エンドユーザは、液晶表示画面を見やす
くするために、外光の強さに応じてバックライト等を点灯すべきレベルであるか否かを自
ら判断してバックライト等を点灯、減灯ないしは消灯するという煩雑な操作を行う必要が
あった。更に、外光の明るさが十分である時にも、不必要にバックライト等を点灯してし
まう場合もあり、このような場合には、無駄な消費電力が増大するため、携帯電話機等の
携帯型の機器においては電池の消耗が早くなるという問題点が顕在している。
【０００４】
このような問題点に対処するために、液晶表示装置に光センサを設けて、この光センサ
によって外光の明暗を検知し、光センサの検知結果に基づいてバックライト等のオン／オ
フを制御する技術が開発されている（例えば、下記特許文献１、２参照）。
【０００５】
例えば、下記特許文献１に記載された液晶表示装置は、液晶表示パネルの基板に光セン
サを有する光検出部を配置したもので、光センサとして薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用
い、このＴＦＴ光センサを液晶表示パネルのスイッチング素子として用いられるＴＦＴと
同時に作成し、このＴＦＴ光センサの光リーク電流を検知することにより、周囲の明るさ
に応じてバックライトを自動的にオン／オフさせるようにしたものである。
【０００６】
また、下記特許文献２に記載された液晶表示装置は、外光照度検出センサ及びバックラ
イト照度検出センサを設けたものである。なお、図１１は下記特許文献２に記載された液
晶表示装置の一部の縦断面図である。
【０００７】
液晶表示装置５０は、大判のガラス基板５３の上にこの基板より小型サイズのガラス基
板５２をシール枠を介して貼り合わせ、この貼り合せで形成された空間に液晶を封入し、
ガラス基板５３の一端部に外光照度検出センサ５５およびバックライト照度検出センサ５
４が設けられ、ガラス基板５３の下方にバックライト５１が設けられた構成を有している
。これらのセンサのうち、外光照度検出センサ５５は、一対のガラス基板を重ねてできた
張り出し部に設けられ、また、バックライト照度検出センサ５４は、不図示のシール枠の
外側に設けられている。また、このバックライト照度検出センサ５４と対向するガラス基
板５２の対向面には、クロム等の金属からなるブラックマスク（反射層）５２ａが設けら
れ、このブラックマスク５２ａによって外光を遮光するとともにバックライト光をバック
ライト照度検出センサ５４に入射するようになっている。
【０００８】
この構成によると、バックライト５１からの光は、ガラス基板５３を通過して、反射層
５２ａで反射されてバックライト照度検出センサ５４に入射されるので、この入射光を検
出することにより、バックライトの光源の経時変化による光量の変化を検出することがで
きる。また、外光は、外光照度検出センサ５５で検出することができる。
【特許文献１】特開２００２−１３１７１９号公報（特許請求の範囲、段落［００１０］〜［００１３］、図１）
【特許文献２】特開２０００−１２２５７５号公報（段落［００１３］〜［００１６］、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
液晶パネルへの光センサの組み込みは、通常上記特許文献２の液晶表示パネルのように
、液晶が封入されたシール枠の外側に組み込まれる。このようにシール枠外に光センサが
設けられると、光センサと液晶とが接触しないので、液晶の劣化および表示画面に悪影響
を与えることがない。しかしながら、液晶パネルの小型化或いはパネル設計等の理由によ
り、光センサをシール枠内に設けなければならない場合がある。シール枠内に光センサを
設けると、シール枠内には液晶が封入されているので、この光センサが液晶と接触し、光
検出部の作動時に液晶に直流電圧が印加され、この直流電圧により液晶が劣化し、この劣
化により光検出部へ到達する光量が減少するという問題があり、液晶劣化が表示部にまで
波及すると表示品質を低下させてしまうことにもなる。さらには、この光センサはバック
ライト等の影響を受けて誤動作或いは感度の低下が起こる恐れがある。
【００１０】
そこで、本発明は、このような不都合を解消するためになされたもので、本発明の目的
は、液晶の劣化を誘発しないように光センサを有する光検出部を液晶表示パネルのシール
枠内に組み込んだ液晶表示装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的は、光センサがバックライト等の光によって誤動作或いは検知感度が
低下しないようにした液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、請求項１に記載の液晶表
示装置の発明は、アクティブマトリクス基板と対向基板とをシール枠を介して貼り合せ、
この貼り合せで形成された空間に液晶を封入した液晶パネルと、前記アクティブマトリク
ス基板の背面に配設して前記液晶パネルを照明する照光手段と、外光を検知する光センサ
を有する光検出部とを備え、前記光検出部の出力により前記液晶パネルを照明する前記照
光手段を制御するようにした液晶表示装置において、
前記アクティブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記光検出部の光センサを
設け、該光センサの表面を絶縁層を介して透明電極で覆い、該透明電極を前記対向基板の
対向電極に電気的に接続して、前記透明電極と前記対向電極とが同電位となるようにした
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記光検出部の光センサ
は、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記アクティブマトリクス基板の
製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての薄膜トランジスタと同時に
形成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２に記載の液晶表示装置において、前記光検出部の光センサ
は、前記薄膜トランジスタの半導体層と前記透明電極間の絶縁層の層厚を前記半導体層と
ゲート電極間の絶縁層の層厚より厚くしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の液晶表示装置の発明は、光透過性を有するアクティブマトリクス基板
と対向基板とをシール枠を介して貼り合せ、この貼り合せにより形成された空間に液晶を
封入した液晶パネルと、前記アクティブマトリクス基板の背面に配設して前記液晶パネル
を照明する照光手段と、外光を検知する半導体光センサを有する光検出部とを備え、前記
光検出部の出力により前記照光手段を制御するようにした液晶表示装置において、前記ア
クティブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記光検出部の光センサを設け、該
光センサの半導体層とその近傍を除いた表面を遮光層で覆い、さらに該遮光層を透明電極
で覆い、該透明電極を前記対向基板の対向電極に電気的に接続して、前記透明電極と前記
対向電極とが同電位となるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項４に記載の液晶表示装置において、前記光検出部の光センサ
は、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記アクティブマトリクス基板の
製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての薄膜トランジスタと同時に
形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６の液晶表示装置の発明は、光透過性を有するアクティブマトリクス基板と対向
基板とをシール枠を介して貼り合せ、この貼り合せにより形成された空間に液晶を封入し
た液晶パネルと、前記アクティブマトリクス基板の背面に配設して前記液晶パネルを照明
する照光手段と、外光を検知する半導体光センサを有する光検出部とを備え、前記光検出
部の出力により前記照光手段を制御するようにした液晶表示装置において、前記アクティ
ブマトリクス基板は、前記シール枠内の表面に前記照光手段からの光を遮光する遮光層を
設け、該遮光層の上に前記光検出部の光センサを配設し、さらに該光センサの表面を絶縁
層を介して透明電極で覆い、該透明電極を前記対向基板の対向電極に電気的に接続して、
前記透明電極と前記対向電極とが同電位となるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項６に記載の液晶表示装置において、前記光検出部の光センサ
は、薄膜トランジスタからなり、該薄膜トランジスタは前記アクティブマトリクス基板の
製造工程において前記液晶パネルのスイッチング素子としての薄膜トランジスタと同時に
形成されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１〜７の何れかに記載の液晶表示装置において、前記液晶パ
ネルは、透過型又は半透過型液晶表示パネルであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は上記のような構成を備えることにより以下に述べるような優れた効果を奏する
。すなわち、請求項１の発明によれば、光検出部の光センサをシール枠内のアクティブマ
トリクス基板の表面に設け、この光センサの表面を絶縁層を介して透明電極で覆い、この
透明電極を対向基板の対向電極に電気的に接続したことにより、透明電極と対向電極間の
電位差がなくなり、光センサが設けられた透明電極と対向電極間に存在する液晶に電圧が
かかることがないので液晶の劣化を防止できる。さらに、液晶に電圧がかからないので、
光の透過率が最大になり、光検知の感度が向上する。
【００２１】
請求項２の発明によれば、光センサとしての薄膜トランジスタは、アクティブマトリク
ス基板のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ製造時に同時に製造することができ
るので、光センサを設けるために特に製造工数を増加させる必要がなくなる。
【００２２】
請求項３の発明によれば、光検出部の光センサは、薄膜トランジスタの半導体層と透明
電極間の絶縁層の層厚が半導体層とゲート電極間の絶縁層の層厚より厚くなっているので
、透明電極にかかる電圧によって半導体層への影響、すなわち光センサが誤動作し感度の
低下を招くことがなくなる。
【００２３】
請求項４の発明によれば、請求項１の効果を奏するとともに、照光手段としてのバック
ライトからの影響をなくすることが可能になる。すなわち、光センサの半導体層とその近
傍を除いた表面を遮光層で覆われているので、バックライトからの光がアクティブマトリ
クス基板を通過して対向電極等で反射し、光センサに入射することを防止できるので、光
センサの誤動作や感度の低下を防止できる。
【００２４】
請求項５の発明によれば、光センサとしての薄膜トランジスタは、アクティブマトリク
ス基板のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ製造時に同時に製造することができ
るので、光センサを設けるために特に製造工数を増加させる必要がなくなる。
【００２５】
請求項６の発明によれば、請求項４と同じ効果を奏することができる。
【００２６】
請求項７の発明によれば、光センサとしての薄膜トランジスタは、アクティブマトリク
ス基板のスイッチング素子としての薄膜トランジスタ製造時に同時に製造することができ
るので、光センサを設けるために特に製造工数を増加させる必要がなくなる。
【００２７】
請求項８発明によれば、液晶表示装置が透過型液晶表示装置ないしは半透過型液晶表示
装置の場合に好適に請求項１〜７に係る発明の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明するが、以下に述
べる実施例は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置として半透過型液晶表
示装置を例示するものであって、本発明をこの実施例に特定することを意図するものでは
なく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行った
ものにも均しく適用し得るものである。
【実施例１】
【００２９】
最初に、光センサとしてのＴＦＴ（以下、ＴＦＴ光センサという）の公知の動作原理及
び駆動回路について図１〜図３を用いて説明する。なお、図１はＴＦＴ光センサの電圧−
電流曲線の一例を示す図であり、図２はＴＦＴ光センサを使用した光検出部の回路図であ
り、また、図３は明るさが異なる場合の図２に示した回路図におけるコンデンサＣの両端
の電圧−時間曲線を示す図である。
【００３０】
ＴＦＴ光センサは、実質的にアクティブマトリクス型液晶表示パネルのスイッチング素
子として用いられているＴＦＴと同一の構成を備えている。このＴＦＴ光センサは、図１
に示したように、遮光されているときはゲートオフ領域で非常に僅かな暗電流が流れてい
るが、チャネル部に光が当たるとその光の強さ（明るさ）に応じて漏れ電流が大きくなる
という特性を有している。したがって、図２の光検出部ＬＳの回路図に示したように、Ｔ
ＦＴ光センサのゲート電極ＧＬに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ＤＬとソース電極ＳＬとの間にコンデンサＣを並列に接
続し、一定の基準電圧Ｖｓ（例えば＋２Ｖ）をスイッチ素子ＳＷをオンにしてコンデンサ
Ｃの両端に印加した後、スイッチ素子ＳＷをオフにすると、コンデンサＣの両端の電圧は
ＴＦＴ光センサの周囲の明るさに応じて図３に示したように時間とともに低下する。した
がって、スイッチ素子ＳＷをオフにしてから所定時間ｔ０後にコンデンサＣの両端の電圧
を測定すれば、その電圧とＴＦＴ光センサの周囲の明るさとの間に反比例関係が成立する
ので、ＴＦＴ光センサの周囲の明るさを求めることができる。
【００３１】
次に、本発明の実施形態に係る光センサを組み込んだ半透過型液晶表示装置を図４およ
び図５を用いて説明する。なお、図４は液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表
したアクティブマトリクス基板を模式的に示した平面図であり、図５は図４のＸ−Ｘ線で
切断した断面図である。
【００３２】
液晶表示装置１は、図４及び図５に示すように、表面に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等
を搭載した透明な絶縁性を有する材料、例えばガラス基板からなるアクティブマトリクス
基板（以下、ＴＦＴ基板という）２と、表面にカラーフィルタ等が形成されたカラーフィ
ルタ基板（以下、ＣＦ基板という）２５との間に液晶層１４が形成された構成を有してい
る。
【００３３】
このうちＴＦＴ基板２は、その表示領域ＤＡにゲート線４及びソース線５がマトリクス
状に形成されており、ゲート線４とソース線５で囲まれる部分に画素電極１２が形成され
、ゲート線４とソース線５の交差部にスイッチング素子としてのＴＦＴが形成され接続さ
れている（図７参照）。光検出部ＬＳは表示領域ＤＡ内（シール枠内）の外周縁部に設け
られている。これらの配線、ＴＦＴ及び画素電極は、図５においてこれらを模式的に第１
構造物３として示し、具体的な構成は、図６〜図８に示し後述する。
【００３４】
ＴＦＴ基板２は、図４に示すように、その短辺部に液晶表示装置１を駆動するための画
像供給装置（図示せず）と接続するためのフレキシブル配線基板ＦＰＣが設けられ、この
フレキシブル配線基板ＦＰＣは画像供給装置からのデータ線及び制御線をドライバＩＣに
接続している。液晶を駆動するＶＣＯＭ信号、ソース信号、ゲート信号等はドライバＩＣ
内で生成され、それぞれＴＦＴ基板２上のコモン線１１、ソース線５、ゲート線４に接続
される。
【００３５】
また、ＴＦＴ基板２の四隅には、複数のトランスファ電極１０１〜１０４が設けられて
いる。これらのトランスファ電極１０１〜１０４はコモン線１１を介して互いに直接接続
ないしはドライバＩＣ内で互いに接続されて同電位となっている。各トランスファ電極１
０１〜１０４は後述する対向電極２６と電気的に接続され、ドライバＩＣから出力される
対向電極電圧が対向電極２６に印加される。
【００３６】
ＣＦ基板２５は、ガラス基板の表面にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等の複数色からな
るカラーフィルタと、ブラックマトリクスが形成されている。このＣＦ基板２５はＴＦＴ
基板２に対向配置されるとともに、ブラックマトリクスが少なくともＴＦＴ基板２のゲー
ト線やソース線に対応する位置に配置され、このブラックマトリクスによって区画された
領域にカラーフィルタが設けられている。これらカラーフィルタ等の具体的な構成は図示
しないが、図５ではこれらを模式的に第２構造物２７として示してある。また、ＣＦ基板
２５には、更に酸化インジウム、酸化スズ等で構成された透明電極からなる対向電極２６
が設けられており、この対向電極２６はＴＦＴ基板２に形成された光検出部ＬＳと対向す
る箇所まで延設されている（図５参照）。
【００３７】
ＴＦＴ基板２とＣＦ基板２５は、貼り合わされ、両者の間に液晶１４を封入するスペー
スが形成されるが、その際にシール材６を用いて液晶が両基板間から抜け出ないようにす
る。
【００３８】
シール材６は、ＴＦＴ基板２の表示領域ＤＡの周囲に注入口（図示せず）を除いて塗布
されている。このシール材６は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に絶縁性粒体のフ
ィラを混入したものである。また、両基板を接続するコンタクト材１０ａは例えば表面に
金属メッキが施された導電性粒子と熱硬化性樹脂とから構成される。
【００３９】
両基板２、２５の貼り合せは以下の手順で行なわれる。まず、ＴＦＴ基板２を第１のデ
ィスペンサ装置にセットしてシール材６を所定パターンで塗布し、次にＴＦＴ基板２を第
２のディスペンサ装置にセットしてコンタクト材１０ａを各トランスファ電極１０１〜１
０４上に塗布する。その後、ＴＦＴ基板２の表示領域ＤＡにスペーサ１５を均一に散布し
、ＣＦ基板２５のシール材６やコンタクト材１０ａが当接する部分に仮止め用接着剤を塗
布する。その後、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板２５を貼り合わせ、仮止め用接着剤を硬化させ
て仮止めが完了する。そして仮止めされた両基板２、２５を加圧しながら加熱処理すると
シール材６及びコンタクト材１０ａの熱硬化性樹脂が硬化し、空の液晶表示パネルが完成
する。この空の液晶表示パネル内に注入口（図示せず）から液晶１４を注入し、この注入
口を封止剤で塞ぐと半透過型の液晶表示パネルが完成する。また、この装置の組み立て時
には、表示パネルの下方（後方）、すなわちＴＦＴ基板２の下方（後方）に照光手段とし
てのバックライトＢＬが配置される。
【００４０】
次に、この液晶表示装置の画素構成を図６〜図８を参照して説明する。なお、図６は液
晶表示装置のＣＦ基板を透視して表した１画素分の平面図、図７はＣＦ基板を含む図６の
Ａ−Ａ断面図である。また、図８はＴＦＴ基板上の光センサ及びスイッチ素子の断面図で
ある。
【００４１】
ＴＦＴ基板２の表示領域ＤＡ上には、アルミニウムやモリブデン等の金属からなる複数
のゲート線４が等間隔で平行に形成されており、また、隣り合うゲート線４間の略中央に
はゲート線４と同時に補助容量線１６が平行に形成され、ゲート線４からはＴＦＴのゲー
ト電極Ｇが延設されている。更に、ＴＦＴ基板２上には、ゲート線４、補助容量線１６、
ゲート電極Ｇを覆うようにして窒化シリコンや酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜１
７が積層されている。ゲート電極Ｇの上にはゲート絶縁膜１７を介して非晶質シリコンや
多結晶シリコンなどからなる半導体層１９が形成され、またゲート絶縁膜１７上にはアル
ミニウムやモリブデン等の金属からなる複数のソース線５がゲート線４と直交するように
して形成されており、このソース線５からはＴＦＴのソース電極Ｓが延設され、このソー
ス電極Ｓは半導体層１９と接触している。更にまた、ソース線５及びソース電極Ｓと同一
の材料でかつ同時形成されたドレイン電極Ｄがゲート絶縁膜１７上に設けられており、こ
のドレイン電極Ｄも半導体層１９と接触している。
【００４２】
ここで、ゲート線４とソース線５とで囲まれた領域が１画素に相当する。そしてゲート
電極Ｇ、ゲート絶縁膜１７、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、それぞれの画素にこのＴＦＴが形成される。この
場合、ドレイン電極Ｄと補助容量線１６によって各画素の補助容量を形成することになる
。
【００４３】
これらのソース線５、ＴＦＴ、ゲート絶縁膜１７を覆うようにして例えば無機絶縁材料
からなる保護絶縁膜１８が積層され、この保護絶縁膜１８上に、有機絶縁膜からなる層間
膜２０が積層されている。この層間膜２０の表面を、微細な凹凸部が形成される反射部Ｒ
と、平坦な透過部Ｔから構成することにより、反射部ＲにおいてはＣＦ基板２５を通して
入ってくる外光を反射し、透過部ＴにおいてはバックライトＢＬからの光を透過できるよ
うにする。なお、図７においては反射部Ｒにおける層間膜２０の凹凸部は省略してある。
そして保護絶縁膜１８と層間膜２０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１３が形成されている。また、それぞれの画素において、コンタクトホール
１３上及び層間膜２０の表面の一部分には、反射部Ｒに例えばアルミニウム金属からなる
反射電極Ｒ０が設けられ、この反射電極Ｒ０の表面及び透過部Ｔにおける層間膜２０の表
面には例えばＩＴＯからなる画素電極１２が形成されている。
【００４４】
ＴＦＴ光センサ及びスイッチ素子ＳＷ１は、いずれもＴＦＴで構成され、ＴＦＴ基板２
上に形成される。すなわち、図８に示すように、ＴＦＴ基板２上には、ＴＦＴ光センサの
ゲート電極ＧＬ、コンデンサＣｗの一方の端子Ｃ１及び一方のスイッチ素子ＳＷ１を構成
するＴＦＴのゲート電極ＧＳが形成され、これらの表面を覆うようにして窒化シリコンや
酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜１７が積層されている。ＴＦＴ光センサのゲート
電極ＧＬの上及びスイッチ素子ＳＷ１を構成するＴＦＴのゲート電極ＧＳの上には、それ
ぞれゲート絶縁膜１７を介して非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなる半導体層１
９Ｌ及び１９Ｓが形成され、またゲート絶縁膜１７上にアルミニウムやモリブデン等の金
属からなるＴＦＴ光センサのソース電極ＳＬ及びドレイン電極ＤＬ、一方のスイッチ素子
ＳＷ１を構成するＴＦＴのソース電極ＳＳ及びドレイン電極ＤＳがそれぞれの半導体層１
９Ｌ及び１９Ｓと接触するように設けられている。このうち、ＴＦＴ光センサのソース電
極ＳＬ及びスイッチ素子ＳＷ１を構成するＴＦＴのドレイン電極ＤＳは、互いに延長され
て接続されてコンデンサＣｗの他方の端子Ｃ２を形成している。ＴＦＴ光センサ、コンデ
ンサＣｗ及びＴＦＴからなるスイッチ素子ＳＷ１の表面を覆うようにして例えば無機絶縁
材料からなる保護絶縁膜１８が積層されている。
【００４５】
この保護絶縁膜１８等からなる保護層は、肉薄にすると後述するＣＦ基板２５と透明電
極２２間に印加される電圧によって半導体層に影響を及ぼす恐れがあるので、肉厚にする
のが好ましい。
【００４６】
すなわち、図９に示すように、保護層の層厚（ｄ１）をゲート絶縁膜１７の層厚（ｄ３
）より厚くする。この層厚の保護層は、先ず、第１保護層として所定層厚（ｄ２）の保護
絶縁膜１８を形成する。通常この保護絶縁膜１８はスピンコート等により形成されるため
、半導体層は構造上その頂部が凹む。そこで、この凹み部分に同じ材料からなる第２保護
層を設けて形成する。この構成により、透明電極２２にかかる電圧によって半導体層への
影響、すなわち光センサが誤動作し感度の低下を招くことがなくなる。
【００４７】
また、ＴＦＴからなるスイッチ素子ＳＷ１の表面には、外部光の影響を受けないように
するために、ブラックマスク２１が被覆されている。更に、ＴＦＴ光センサには、この保
護絶縁膜の１８に透明電極２２が設けられている。この透明電極はＩＴＯで形成される。
【００４８】
更にまた、この光検出部ＬＳが配設された向かい側のＣＦ基板２５上には、この光検出
部ＬＳと対向する位置まで対向電極２６が延設されて、この電極はＴＦＴ光センサ上の透
明電極２２に接続される。この接続は、トランスファ電極１０１〜１０４により行なわれ
る。
【００４９】
この構成によると、透明電極２２と対向電極２６間の電位差がなくなり、光センサが設
けられた透明電極２２と対向電極２６間に存在する液晶に電圧がかかることがなく、液晶
の劣化を防止できる。さらに、液晶に電圧が掛らないので、光の透過率が最大になり、光
検知の感度が向上する。
【実施例２】
【００５０】
次に、本発明の実施例２に係る液晶表示装置を図１０を参照して説明する。なお、図１
０は本発明の実施例２に係る半透過型液晶表示装置の縦断面であり、この図は実施例１の
図８に対応したものである。
【００５１】
実施例２に係る液晶表示装置は、光検出部ＬＳの保護絶縁膜と透明電極との間に遮光層
が設けられた点のみが実施例１の液晶表示装置と異なり、他の構成は共通しているので、
この共通する構成の説明は省略する。
【００５２】
ＴＦＴ光センサ、コンデンサＣｗ及びＴＦＴからなるスイッチ素子ＳＷ１の表面を覆う
保護絶縁膜１８上には、ＴＦＴ光センサの受光部、すなわち半導体層１９Ｌ及びその近傍
を除いて表面にバックライトＢＬからの光を遮光する遮光膜２１ａで覆われる。この遮光
膜を設けることにより、実施例１のブラックマスクが不要になる。
【００５３】
この遮光膜２１ａは、ブラックマトリクス材に使用される金属クロム、或いは金属クロ
ムに代えて、カーボンやチタンをフォトレジストに分散した樹脂ブラック、或いはニッケ
ルなどの金属材料が使用される。
【００５４】
このようにＴＦＴ光センサの半導体層１９Ｌ及びその近傍を除いた表面が遮光膜（層）
２１ａで覆われることにより、ＴＦＴ光センサにバックライトＢＬからの光が入射される
ことがなくなる。その結果、光センサの誤動作或いは感度の低下を防止できる。また、光
検出部を覆うだけでよいので簡単に遮光できる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】図１はＴＦＴ光センサの電圧−電流曲線の一例を示す図である。
【図２】図２はＴＦＴ光センサを使用した光検出部の回路図である。
【図３】図３は明るさが異なる場合の図２に示した回路図におけるコンデンサの両端の電圧−時間曲線を示す図である。
【図４】図４は本発明の実施例１に係る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クティブマトリクス基板を模式的に示した平面図である。
【図５】図５は図４のＸ−Ｘ線で切断した断面図である。
【図６】図６は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１画素分の平面図である。
【図７】図７はカラーフィルタ基板を含む図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図８はＴＦＴ基板上の光センサ及びスイッチ素子の断面図である。
【図９】図９は図８の光センサの変形例を示す断面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例２に係る液晶表示装置の光センサ及びスイッチ素子の断面図である。
【図１１】図１１は従来技術の液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１              （半透過型）液晶表示装置
２              アクティブマトリクス基板（ＴＦＴ基板）
４              ゲート線
５              ソース線
１０１〜１０４  トランスファ電極
１０ａ          コンタクト材
１１            コモン線
１２            画素電極
１９Ｌ          半導体層
２１            遮光層（ブラックマスク）
２２            透明電極
２５            カラーフィルタ基板（ＣＦ基板）
２６            対向電極
ＢＬ            バックライト
ＬＳ            光検出部
Ｓ、ＳＬ、ＳＳ  ソース電極
Ｇ、ＧＬ、ＧＳ  ゲート電極
Ｄ、ＤＬ、ＤＳ  ドレイン電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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