(57)【要約】      （修正有）【課題】製造時にマスクずれ等の誤差があっても安定した光検知特性が得られ、外光検出の信頼性を高めた光検知部を備えた液晶表示装置を提供する。【解決手段】アクティブマトリクス基板と、カラーフィルタ基板と、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、アクティブマトリクス基板上に形成されたＴＦＴからなる光検知部Ｌｓを有する光検知部ＬＳと、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのソース電極ＳＬに接続された配線部分１５及びドレイン電極ＤＬに接続された配線部分１４との間に形成された容量部ＣＸと、を備えた液晶表示装置であって、容量部ＣＸは、ソース電極ＳＬに接続された配線部分１５又はドレイン電極ＤＬに接続された配線部分１４の一部を櫛歯状に形成することにより形成されたものである。【選択図】図４
2009271466.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、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
形成された光導電素子からなる光検知部と、前記光検知部の一対の電極にそれぞれ接続さ
れた配線部分間に形成された容量部と、を備えた液晶表示装置であって、
前記容量部は、前記光検知部の一対の電極にそれぞれ接続された配線部分の一部を櫛歯
状に形成することにより形成されたものであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記光検知部は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であり
、前記光検知部の一対の電極は前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極であ
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】
前記容量部の櫛歯状に形成された部分は前記薄膜トランジスタからなる光検知部のソー
ス電極及びドレイン電極と同層に形成されている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】
前記容量部の櫛歯状に形成された部分は配線の存在する歯部分の幅と、前記薄膜トラン
ジスタからなる光検知部のチャネル長とが同一であることを特徴とする請求項３に記載の
液晶表示装置。
【請求項５】
前記容量部の櫛歯状に形成された部分は対向する面が閉塞している梯子状であることを
特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記容量部は断続的に複数個設けら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７】
前記容量部は前記配線部分の一部を島状に張り出して形成されたものであることを特徴
とする請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記光検知部及び容量部は前記アクティブマトリクス基板の表示領域の周縁部の一辺に
隣接して形成されてい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
。
【請求項９】
前記光検知部は前記アクティブマトリクス基板の表示領域の周縁部の一辺に形成され、
前記容量部は記光検知部を形成した辺に隣接した少なくとも一方の隣接辺に形成されてい
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。
【請求項１０】
前記容量部のソース電極に接続された配線部分は前記ソース電極と、前記ドレイン電極
に接続された配線部分は前記ゲート電極と、それぞれ同一の材料で形成されていることを
特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記薄膜トランジスタからなる前記光検知部は前記液晶表示装置における表示を行うス
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たものであることを特徴とす
る請求項２〜４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】
本発明は外光を検出する光検知部と容量部を有する光センサーを組み込んだ液晶表示装
置に関し、特に製造時に寸法誤差等が生じても安定した光センサー特性が得られ、外光検
出の信頼性を高めた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半透過型の液晶表示装置においては、液晶パネルに光センサーを組み込んで液晶
表示装置の使用環境に合わせて自動的にバックライトを点灯した透過表示と外光を利用し
た反射表示を切り換えるようにしている。この光センサーを構成する光検知部としては、
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を用い、ＴＦＴのソース電極及びド
レイン電極間にコンデンサを接続し、ＴＦＴのリーク抵抗とコンデンサの容量によって定
まる放電時定数を用いて外光の強度を測定するものが多く使用されている（下記特許文献
１及び２参照）。
【０００３】
ＴＦＴからなる光検知部は、光が当たらないときはゲートオフ領域において僅かな暗電
流が流れ、一方、光が当たるとその光の強さ（明るさ）に応じて大きな漏れ電流が流れる
、いわゆる光リーク特性を有している。そして、このような特性をもつＴＦＴからなる光
検知部は、例えば、図９に示すような検知回路に組み込まれて使用される。
【０００４】
なお、図９は従来例のＴＦＴからなる光検知部を用いた光検出回路である。
【０００５】
この検知回路は、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのドレイン電極ＤＬとソース電極ＳＬ間
にコンデンサＣが並列接続され、ソース電極ＳＬとコンデンサＣの一方の端子がスイッチ
素子ＳＷを介して基準電圧源に接続され、更に、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのドレイン
電極ＤＬ及びコンデンサＣの他方の端子が接地された構成を有している。
【０００６】
この検知回路を動作させるには、先ず、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのゲート電極ＧＬ
に一定の逆バイアス電圧（例えば−１０Ｖ）を印加しておき、スイッチ素子ＳＷをオン状
態して一定の基準電圧Ｖｓ（例えば＋２Ｖ）をコンデンサＣの両端に印加し、所定時間後
にこのスイッチ素子ＳＷをオフにする。これにより、コンデンサＣの両端の電圧は、ＴＦ
Ｔからなる光検知部の周囲の明るさに応じて、時間とともに低下する。従って、スイッチ
素子ＳＷをオフにしてからコンデンサＣの両端の電圧が所定の電圧になるまでの時間を測
定すれば、その時間とＴＦＴからなる光検知部Ｌｓの周囲の明るさとの間に反比例の関係
が成立しているので、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓの周囲の明るさを検知することができ
るものである。
【０００７】
一方、下記特許文献２には、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓを使用した液晶表示装置にお
いて、外光の検出精度を高める目的でコンデンサＣの容量を大きくした発明が開示されて
いる。この液晶表示装置においては、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのソース電極ＳＬ及び
ドレイン電極ＤＬの間に接続されるコンデンサＣを、ソース電極ＳＬないしドレイン電極
ＤＬに接続される配線部分５１、５２をそれぞれ絶縁膜を介して重畳配置することにより
形成している。この下記特許文献２に開示されているＴＦＴからなる光検知部Ｌｓ及びコ
ンデンサＣの構成を図１０を用いて説明する。
【０００８】
なお、図１０は、下記特許文献２に開示されているＴＦＴからなる光検知部Ｌｓとコン
デンサＣとの関係を模式的に表す平面図である。
【０００９】
このＴＦＴからなる光検知部Ｌｓは、液晶表示装置のアレイ基板（図示せず）の周辺部
に形成され形成されている。このＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのゲート電極ＧＬ上には絶
縁膜を介してアモルファスシリコン（以下、ａ−Ｓｉという）からなる半導体層５３が形
成され、この半導体層５３と部分的に重畳するようにソース電極ＳＬ及びドレイン電極Ｄ
Ｌが形成されている。そして、液晶表示装置のアレイ基板の周辺部に沿って、ソース電極
ＳＬからは配線部分５１が、ドレイン電極ＤＬからは配線部分５２が導出されてそれぞれ
図示しない制御回路に接続されている。そして、このソース電極ＳＬに接続された配線部
分５１及びドレイン電極ＤＬに接続された配線部分５２の一部がゲート絶縁膜（図示せず
）を介して互いに重畳するように配置されており、このソース電極ＳＬに接続された配線
部分５１及びドレイン電極ＤＬに接続された配線部分５２の重畳部分でコンデンサＣが形
成されている。
【００１０】
このような構成によってコンデンサＣを構成すると、コンデンサＣの容量を大きくする
ことができるので、コンデンサの放電特性における時定数を大きくすることができ、リー
ク電流が大きくなる明所での光検出が可能になるという効果を奏するものである。
【特許文献１】特開２００７−１４０１０６号公報
【特許文献２】特開２００７−３２８１４３号公報
【００１１】
しかしながら、上記特許文献２に開示されている液晶表示装置のＴＦＴからなる光検知
部Ｌｓ及びコンデンサＣの構成では、次のような問題点がある。すなわち、コンデンサＣ
に充電された電圧の放電速度は、ＴＦＴのリーク抵抗Ｒ及びコンデンサの容量Ｃから決ま
る時定数（ＲＣ積）によって定まる。従って、例えばＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのチャ
ネル長Ｌの変動に起因するリーク抵抗Ｒの値が変動した場合、時定数（ＲＣ積）も変動し
、所望の特性が得られなくなる。すなわち、Ｒ∝Ｌの関係があるので、ＲＣ積によって定
まるコンデンサＣの放電時定数は、ＴＦＴからなる光検知部のチャネル長Ｌが製造時の誤
差によって変動することとなるので、設定したとおりの外光検出が行えなくなる可能性が
ある。
【００１２】
更に詳細に説明すると、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのチャネル長Ｌは、製造時のフォ
トリソグラフィー工程やエッチング工程等における製造誤差等のため寸法が変動する。一
方、ソース電極ＳＬに接続された配線部分５１及びドレイン電極ＤＬに接続された配線部
分５２との間で形成されたコンデンサＣの容量は、配線部分５２に対して配線部分５１を
幅広に設計することで、製造時のフォトリソグラフィー工程や、エッチング工程における
製造誤差である、配線寸法のバラツキに対して、両者の対向面積のばらつき等が小さく比
較的安定に形成される。従って、コンデンサＣに充電された電圧の放電速度は、ＴＦＴの
リーク抵抗Ｒ及びコンデンサの容量Ｃから決まる時定数（ＲＣ積）によって定まるため、
光検知部Ｌｓのチャネル長Ｌの寸法バラツキに起因するリーク抵抗Ｒの変動が放電速度の
バラツキとなる。
【００１３】
本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ソース電極に接
続された配線部分とドレイン電極に接続された配線部分との間で形成されるコンデンサの
構造及びＴＦＴからなる光検知部のチャネル長を適切に設計し、液晶表示装置の製造過程
におけるフォトリソグラフィー工程やエッチング工程等で製造誤差が生じても、安定した
センサー特性が得られ、外光検出の信頼性を高めた液晶表示装置を提供することにある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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光導電素子からなる光検知部と、前記光検知部の一
対の電極にそれぞれ接続された配線部分間に形成された容量部と、を備えた液晶表示装置
であって、前記容量部は、前記光検知部の一対の電極にそれぞれ接続された配線部分の一
部を櫛歯状に形成することにより形成されたものであることを特徴とする。
【００１５】
本発明の液晶表示装置においては、光導電素子からなる光検知部の一対の電極に接続さ
れた配線部分に形成された容量部は、前記光検知部の一対の電極にそれぞれ接続された配
線部分の一部を櫛歯状に形成することにより形成されている。このような構成を採用する
と、光検知部の寸法変動に対して、容量を構成する光検知部の一対の電極にそれぞれ接続
された配線部分間の重なり部分の面積をＲＣ積が適正になるよう調整することができる。
そのため、本発明の液晶表示装置によれば、製造時のフォトリソグラフィー工程における
マスクずれやエッチング工程等における製造誤差等のために、光検知部の寸法の変動に起
因するリーク抵抗の値が変動しても、時定数（ＲＣ積）の変動が小さくなるように容量形
成を行うことができるので、設定したとおりの外光検出が行えるようになる。
【００１６】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記光検知部は前記アクティブマトリクス基
板上に形成されたＴＦＴであり、前記光検知部の一対の電極は前記ＴＦＴのソース電極及
びドレイン電極であることが好ましい。
【００１７】
ＴＦＴからなる光センサーは、チャネル長を変えることにより容易にリーク電流値を変
えることができ、また、容量を構成するＴＦＴからなる光センサーの一対の電極にそれぞ
れ接続された配線部分間の重なり部分の面積をＲＣ積も容易に調整することができる。そ
のため、本発明の液晶表示装置によれば、製造時のフォトリソグラフィー工程やエッチン
グ工程等における製造誤差等のためにＴＦＴからなる光検知部のチャネル長の変動に起因
するリーク抵抗の値が変動することがあっても、時定数（ＲＣ積）の変動が小さくなるよ
うに容量形成を行うことができるので、設定したとおりの外光検出が行えるようになる。
【００１８】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記容量部の櫛歯状に形成された部分は前記
ＴＦＴからなる光検知部のソース電極及びドレイン電極と同層に形成されていることが好
ましい。
【００１９】
本発明の液晶表示装置においては、前記容量部の櫛歯状に形成された部分と前記ソース
電極及びドレイン電極を同時に形成できるため、寸法にバラツキが生じた際に以下の関係
が成り立つ。すなわち、前記チャネル長が設計より大きくなった場合、前記櫛歯状に形成
された配線の存在しない切り込み部分の幅は自ずと大きくなる。逆に、前記チャネル長が
設計より小さくなった場合、前記櫛歯状に形成された配線の存在しない切り込み部分の幅
は自ずと小さくなる。すなわち、本発明の液晶表示装置によれば、寸法のバラツキにより
ＴＦＴからなる光センサーのリーク電流が小さくなる場合には、自ずと容量が小さくなり
、逆にリーク電流が大きくなる場合には自ずと容量が大きくなるので、製造時の寸法のバ
ラツキによる時定数（ＲＣ積）の変動が小さくなる。
【００２０】
また、本発明の液晶表示装置においては、容量部の櫛歯状に形成された部分において、
配線の存在する歯部分の幅と前記ＴＦＴからなる光検知部のチャネル長と同一であること
が好ましい。
【００２１】
本発明の液晶表示装置によれば、容量部の櫛歯状に形成された部分において、配線の存
在する歯部分の幅と光検知部のチャネル長が同一であれば、製造時の製造誤差等のために
それぞれの寸法に変動があっても、時定数（ＲＣ積）の変動を最少にすることができる。
そのため、本発明の液晶表示装置によれば、より設定したとおりの外光検出が行えるよう
になる。
【００２２】
すなわち、ＴＦＴからなる光検知部のチャネル長をＬ、櫛歯の幅をＬ１、ＴＦＴからな
る光検知部のリーク抵抗をＲ、形成された容量をＣ、寸法変動を△ｘとした場合、以下の
ような関係が成立する。
Ｒ∝（Ｌ＋△ｘ）/Ｌ＝１−△ｘ/Ｌ
Ｃ∝電極対向面積∝（Ｌ１−△ｘ）/Ｌ１＝１−△ｘ/Ｌ１
時定数（ＲＣ積）∝＝（１−△ｘ/Ｌ）・（１−△ｘ/Ｌ１）
＝１＋（１/Ｌ−１/Ｌ１）・△ｘ−△ｘ２/Ｌ・Ｌ１
ここで、Ｌ１、Ｌに対して△ｘは小さいので
≒１＋（１/Ｌ−１/Ｌ１）・△ｘ
ゆえに、Ｌ＝Ｌ１のとき時定数の変動を最小化できる。
【００２３】
しかも、ＴＦＴからなる光検知部のソース電極及びドレイン電極を加工するフォトリソ
グラフィーやエッチング工程でＴＦＴチャネル長Ｌが大きくなるような寸法変動が生じた
場合、同層で形成されている容量部の櫛歯状に形成された部分における配線の存在する部
分の幅Ｌ１も同時に小さくなる。即ち、チャネル長Ｌが大きくなって光リーク電流が小さ
くなる（Ｒが大きくなる）と同時にＬ１が小さくなるため、容量Ｃは小さくなる。従って
、本発明の液晶表示装置によれば、寸法変動によりＲが大きくなると同時にＣが小さくな
るため、ＲＣ積は変動し難くなる。
【００２４】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記容量部の櫛歯状に形成された部分は対向
する面が閉塞している梯子状のものとすることが好ましい。
【００２５】
本発明の液晶表示装置によれば、容量部の櫛歯状に形成された部分は、対向する面が閉
塞している梯子状のものとすると、形状が左右対称となるので、ソース配線及びゲート配
線の設計の自由度が増加する。
【００２６】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記容量部は断続的に複数個設けられている
ものとすることが好ましい。
【００２７】
複数個の容量部が断続的に設けられていると、必要とする容量を製造時に適宜に調整す
ることができる。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、容量のバラツキを少なくで
き、より設定したとおりの外光検出が行えるようになる。
【００２８】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記容量部は前記ソース電極に接続された配
線部分又はドレイン電極に接続された配線部分の一部を島状に張り出して形成されたもの
とすることが好ましい。
【００２９】
本発明の液晶表示装置によれば、複数個の島状であり、かつ櫛歯状電極が前記ソース電
極に接続された配線部分又はドレイン電極に接続された配線部分に接離自在な接続片を介
して接続されているので、この接続片を電気的に切離することにより容量の調整をより簡
単に行うことができるようになる。
【００３０】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記光検知部及び容量部は前記アクティブマ
トリクス基板の表示領域の周縁部の一辺に隣接して形成されていることが好ましい。
【００３１】
本発明の液晶表示装置によれば、アクティブマトリクス基板の一辺に光検知部及び容量
部を設置スペースのバランスをとって設けることにより、光検知部の占有するスペースを
縮小してその空いた位置に容量部を形成することが可能になる。しかも、特別な形成場所
を設けることなく容量部を形成できるので、アクティブマトリクス基板の小型化が可能と
なる。
【００３２】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記光検知部は前記アクティブマトリクス基
板の表示領域の周縁部の一辺に形成され、前記容量部は記光検知部を形成した辺に隣接し
た少なくとも一方の隣接辺に形成されていることが好ましい。
【００３３】
アクティブマトリクス基板の一辺に光検知部を形成すると、ＴＦＴからなる光検知部の
サイズを大きくできるだけでなく、複数個のＴＦＴからなる光検知部をアクティブマトリ
クス基板の一辺に沿って形成できる。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、光検出
感度を大きくできるだけでなく、複数の光検知部の出力の平均値を求めたり、多数出力を
選択したりする等、短時間の局部的な外光変化に影響されずに安定した外光検出が可能に
なる。また、基板の一辺に隣接する少なくとも一方の辺にソース配線及びドレイン配線を
形成して容量部を設けると、ＴＦＴからなる光検知部のサイズないし数に対応した適切な
容量を確保することができるようになる。
【００３４】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記容量部のソース電極に接続された配線部
分は前記ソース電極と、前記ドレイン電極に接続された配線部分は前記ゲート電極と、そ
れぞれ同一の材料で形成されていることが好ましい。
【００３５】
ソース電極に接続された配線部分及びドレイン電極に接続された配線部分も、これらの
配線部分間で容量を形成するためには、絶縁膜を介して互いに異なる層に形成されている
必要がある。一方、ゲート電極及びソース電極はゲート絶縁膜を介して互いに異なる層に
形成される。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、製造工程においてソース電極に
接続された配線部分とドレイン電極に接続された配線部分を設ける工程を別途設ける必要
がなくなり、工程数の増加を最小限に抑えることができる。更に、本発明の液晶表示装置
によれば、ソース電極に接続された配線部分とドレイン電極に接続された配線部分との間
のゲート絶縁膜をコンデンサの誘電層として利用できるので、容易に容量を形成すること
ができるようになる。なお、ドレイン電極とドレイン電極に接続された配線部分とは、そ
れぞれ異なる層に配置されているため、コンタクトホールを介して電気的に接続すればよ
い。
【００３６】
また、本発明の液晶表示装置においては、前記ＴＦＴからなる光検知部は、前記液晶表
示装置における表示を行うスイッチング素子としてのＴＦＴと同時に形成されたものであ
ることが好ましい。
【００３７】
本発明の液晶表示装置によれば、ＴＦＴからなる光検知部を液晶表示装置のスイッチン
グ素子としてのＴＦＴ形成時に同時に形成することができるので、ＴＦＴからなる光検知
部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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
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、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置を例示するものであって、本発明
をこの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。
【００３９】
図１は第１の実施形態の液晶表示装置の概略平面図である。図２は第１の実施形態の光
検出回路図である。図３は第１の実施形態のＴＦＴからなる光検知部と容量部の断面図で
ある。図４は第１の実施形態のＴＦＴからなる光検知部と容量部の模式的拡大平面図であ
る。図５は第１の実施形態の変形例のＴＦＴからなる光検知部と容量部の模式的拡大平面
図である。図６は第２の実施形態の液晶表示装置の概略平面図である。図７は第３の実施
形態の液晶表示装置の概略平面図である。図８Ａは第４の実施形態の液晶表示装置の一容
量部の拡大平面図であり、図８Ｂは図８ＡのVIIIB−VIIIB線に沿った拡大断面図である。
図９は従来例の光検出回路図である。図１０は従来例のＴＦＴからなる光検知部と容量部
の模式的拡大平面図である。
【００４０】
［第１の実施形態］
第１の実施形態の液晶表示装置１０Ａは、図１に示すように、互いに対向配置される矩
形状のアクティブマトリクス基板（以下、「アレイ基板」という）ＡＲと、カラーフィル
タ基板ＣＦを備えている。アレイ基板ＡＲは、ガラス基板等の透明基板１１を有し、カラ
ーフィルタ基板ＣＦと対向配置させたときに張出し部１２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ている。液晶表示装置１０Ａは、これ
らアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦの外周囲がシール材でシールされ、内部に
液晶が封入された構成となっている。
【００４１】
アレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦ上の対向面側には種々の配線等が形成され
ている。このうち、カラーフィルタ基板ＣＦには、図示省略したが、アレイ基板ＡＲの画
素領域に合わせてマトリクス状に設けられた遮光部材と、この遮光部材で囲まれた領域に
設けた例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等のカラーフィルタ層と、アレイ基板ＡＲ側
の電極に電気的に接続されカラーフィルタを覆うように設けた対向電極とが設けられてい
る。なお、横電界方式の液晶表示装置のように、対向電極がアレイ基板ＡＲ側に形成され
る場合もある。
【００４２】
アレイ基板ＡＲは、対向する短辺のうち、一方の短辺が張出し部１２となっている。こ
の張出し部１２にはソースドライバ及びゲートドライバ等の半導体チップ１３が搭載され
、他方の短辺には光検知部ＬＳ及び容量部ＣＸが隣接して形成されている。これらの光検
知部ＬＳ及び容量部ＣＸは、この短辺の一部に、短辺に沿って隣接して形成されている。
また、長辺の一方には、光検知部ＬＳ及び容量部ＣＸに接続されたドレイン電極に接続さ
れた配線部分１４及びソース電極に接続された配線部分１５が形成されており、これらの
ドレイン電極に接続された配線部分１４及びソース電極に接続された配線部分１５はそれ
ぞれ端子１６を介して外部回路（図示省略）に接続されるようになっている。
【００４３】
また、このアレイ基板ＡＲは、その表面、すなわち液晶と接触する面側に、図１におけ
る行方向（横方向）に所定間隔をあけて複数本の走査線１７１〜１７ｎ（ｎ＝２、３、４
、…）が、また、これらの走査線１７１〜１７ｎと互いに交差するように絶縁膜を介して
列方向（縦方向）に複数本の信号線１８１〜１８ｎ（ｎ＝２、３、４、…）が形成されて
いる。これらの信号線１８１〜１８ｎ及び走査線１７１〜１７ｎ、とで囲まれる各領域に
は、走査線１７１〜１７ｎからの走査信号によってオン／オフ制御がなされるスイッチン
グ素子〈図示省略〉及び信号線１８１〜１８ｎからの映像信号がスイッチング素子を介し
て供給される画素電極が形成されている。
【００４４】
これらの走査線１７１〜１７ｎと信号線１８１〜１８ｎとで囲まれる各領域は、いわゆ
る画素を構成し、これらの画素が形成されたエリアが表示領域１９、すなわち画像表示部
となっている。スイッチング素子には例えばＴＦＴが使用される。各走査線１７１〜１７
ｎ及び各信号線１８１〜１８ｎは、表示領域１９の外へ延出されて表示領域１９外の外周
辺の領域に引回されてソースドライバ及びゲートドライバ用の半導体チップ１３に接続さ
れている。
【００４５】
次に、図２〜図４を参照して、光検知部ＬＳ及び容量部ＣＸの構成を説明する。光検知
部ＬＳ及び容量部ＣＸは、図２に示すように、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓと、容量部Ｃ
Ｘを構成するコンデンサＣｘとを有している。なお、図２〜図４においてはＴＦＴからな
る光検知部Ｌｓが１個のみ形成されている例を用いて説明するが、このＴＦＴからなる光
検知部Ｌｓを複数個設けることにより、複数箇所の外光の明るさを個別に検知したり、複
数個のＴＦＴからなる光検知部Ｌｓを並列に接続して複数箇所の外光の明るさの平均値を
測定するようにしてもよい。
【００４６】
そして、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのドレイン電極ＤＬはドレイン配線２０及びドレ
イン電極ＤＬに接続された配線部分１４を介してアースＧＮＤに接続されている。また、
ゲート電極ＧＬはバイアス配線２１を介して一定の逆バイアス電圧（例えば−１０Ｖ）が
印加されている。更に、ソース電極ＳＬはソース電極に接続された配線部分１５によりス
イッチ素子ＳＷを介して一定の電圧Ｖｓ（例えば＋２Ｖ）が印加されていると共に、その
電圧出力がとりだされるようになっている。
【００４７】
なお、ソース電極ＳＬに接続された配線部分１５及びドレイン配線２０は、共にゲート
絶縁膜２３（図３参照）の表面に形成される。そのため、この第１の実施形態の液晶表示
装置１０Ａでは、光検知部ＬＳと容量部ＣＸとの間で、ドレイン配線２０をゲート絶縁膜
２３に形成したコンタクトホール２２を経てゲート絶縁膜２３の下層に配置された配線部
分１４に電気的に接続し、このドレイン電極ＤＬに接続された配線部分１４によってアー
スＧＮＤに接続されるようにしている。なお、ドレイン配線２０は、アースＧＮＤに接続
する代わりに、カラーフィルタ基板ＣＦの対向電極と同じ電圧ＶＣＯＭが印加されるよう
にしてもよい。そして、容量部ＣＸにおいて、以下に詳細に説明するように、ドレイン電
極ＤＬに接続された配線部分１４とソース電極ＳＬに接続された配線部分１５との間でゲ
ート絶縁膜２３を介して形成された１個ないし複数個のコンデンサＣｘが形成されている
。
【００４８】
ここで、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓ及び容量部ＣＸの具体的構成を製造工程に従って
図３及び図４を用いて説明する。なお、以下においてはＴＦＴからなる光検知部Ｌｓの構
成について述べるが、同時に表示領域１９内に形成されるスイッチング素子としてのＴＦ
Ｔの形成も行われる。先ず、アレイ基板ＡＲの透明基板１１の表面に、走査線１７１〜１
７ｎの形成時に同時にゲート電極ＧＬ及びドレイン電極ＤＬに接続される配線部分１４を
形成し、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２３を積層する。更に、各ゲート電極ＧＬの上には、それぞれゲート絶縁膜２３を
介して非晶質シリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」と表示する。）や多結晶シリコンなどからな
る半導体層２４が形成される。次いで、コンタクトホール２２の形成部分のゲート絶縁膜
２３に開口が形成されてドレイン電極ＤＬに接続される配線部分１４の一部が露出される
。
【００４９】
その後、ゲート絶縁膜２３上にはアルミニウムやモリブデン等の金属からなるソース電
極ＳＬ及びドレイン電極ＤＬがそれぞれの半導体層２４と接触するように設けられると同
時に、信号線１８１〜１８ｎ及びソース電極ＳＬに接続された配線部分１５も形成される
。このとき、コンタクトホール２２の形成部分で、ドレイン配線２０とドレイン電極に接
続される配線部分１４とが電気的に接続される。そして、これら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２５が積層されて、ＴＦＴからなる光検知部Ｌ
ｓが形成される。このＴＦＴからなる光検知部Ｌｓは、液晶表示装置の製造工程において
画像表示を制御するスイッチング素子としてのＴＦＴと同時に形成することができる。こ
れにより、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓ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。
【００５０】
なお、容量部ＣＸでは、走査線１７１〜１７ｎの形成時に同時にコンデンサＣｘの一方
の電極となるドレイン電極ＤＬに接続される配線部分１４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２３が積層される。
更に、ソース電極ＳＬ及びドレイン電極ＤＬの形成時に、ゲート絶縁膜２３上にコンデン
サＣｘの他方の電極となるソース電極ＳＬに接続された配線部分１５が形成される。そし
て、ソース電極ＳＬに接続された配線部分１５は例えば無機絶縁材料からなる保護絶縁膜
２５で覆われる。このようにして、容量部ＣＸには、ドレイン電極ＤＬに接続された配線
部分１４／ゲート絶縁膜２３／ソース電極ＳＬに接続された配線部分１５により容量とな
るコンデンサＣｘが形成される。
【００５１】
なお、この実施形態１に係る液晶表示装置１０Ａにおいては、図４に示したように、容
量となるコンデンサＣｘ部分のドレイン電極に接続された配線部分１４及びソース電極に
接続された配線部分１５のいずれか一方を櫛歯状に形成する。なお、図４においてはソー
ス電極ＳＬに接続された配線部分１５の一部を櫛歯状に形成した例が示されている。この
ソース電極ＳＬに接続された配線部分１５は、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのソース電極
ＳＬ及びドレイン電極ＤＬと同一層に形成されているため、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓ
のソース電極ＳＬ及びドレイン電極ＤＬと同一工程で形成できる。この容量部ＣＸを形成
するコンデンサＣｘから導出されたドレイン電極ＤＬに接続された配線部分１４及びソー
ス電極ＳＬに接続された配線部分１５は、それぞれアレイ基板ＡＲに形成された端子１６
（図１参照）を介して外部回路に接続される。
【００５２】
このように形成された光検知部ＬＳ及び容量部ＣＸにより光検知を行う際には、ＴＦＴ
からなる光検知部Ｌｓのゲート電極ＧＬに一定の逆バイアス電圧（例えば−１０Ｖ）を印
加しておき、スイッチＳＷをオン状態にして一定の基準電圧Ｖｓ（例えば＋２Ｖ）を容量
部ＣＸのコンデンサＣｘの両端に印加し、所定時間後にこのスイッチＳＷをオフ状態にす
る。これにより、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓの周囲の明るさに応じて漏れ電流が発生す
るため、コンデンサＣｘに充電された電圧が低下する。このコンデンサＣｘの電圧が予め
定めた所定の電圧値に低下するまでの時間を読み取ることで、周囲の明るさを検出するこ
とができる。
【００５３】
ここで、図４を用いて、櫛歯状に形成したドレイン電極ＤＬに接続された配線部分１４
もしくはソース電極ＳＬに接続された配線部分１５の具体的構成を説明する。なお、以下
においては、「櫛」の形状定義に沿って、櫛歯形状の配線における配線の存在する部分を
歯部分といい、配線の存在しない部分を切り込み部分と称する。ソース電極ＳＬに接続さ
れた配線部分１５はＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのソース電極ＳＬと、ドレイン電極ＤＬ
に接続された配線部分１４はコンタクトホール２２、ドレイン配線２０を介してＴＦＴか
らなる光検知部Ｌｓのドレイン電極ＤＬと接続されている。ソース電極ＳＬに接続された
配線部分１５は幅Ｌ１の歯部分とそれに隣り合う幅Ｌ２の切り込み部分からなり、ソース
電極ＳＬに接続された配線部分１５の歯の部分とドレイン電極ＤＬに接続された配線部分
１４との重なり部分で容量となるコンデンサＣｘが形成される。また、この例では、ＴＦ
Ｔからなる光検知部Ｌｓのチャネル長をＬとする。
【００５４】
このように、ソース電極ＳＬに接続された配線部分１５を櫛歯状に形成すると、ドレイ
ン電極ＤＬに接続された配線部分１４とソース電極ＳＬに接続された配線部分１５との間
で形成される容量は、上記特許文献２に開示されている従来例の場合に比べて小さくする
ことができる。更に、歯部分の幅Ｌ１とTFTチャネル長Lとが同一となるようにすると、櫛
歯状部分を加工するフォトリソグラフィー、エッチング工程等においてバラツキが生じて
も、容量の変動を抑制することができるようになる。
【００５５】
すなわち、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのソース電極ＳＬ及びドレイン電極ＤＬを加工
するフォトリソグラフィー、エッチング工程でＴＦＴチャネル長Ｌが大きくなるような寸
法変動が生じた場合、同層で形成されている容量部ＣＸの櫛歯状に形成された部分におけ
る配線の存在する歯部分の幅Ｌ１も同時に小さくなる。即ち、チャネル長Ｌが大きくなっ
て光リーク電流が小さくなる（Ｒが大きくなる）と同時にＬ１が小さくなるため、容量Ｃ
は小さくなる。
【００５６】
すなわち、寸法変動を△ｘとした場合、以下のような関係が成立する。
Ｒ∝（Ｌ＋△ｘ）/Ｌ＝１−△ｘ/Ｌ
Ｃ∝電極対向面積∝（Ｌ１−△ｘ）/Ｌ１＝１−△ｘ/Ｌ１
時定数（ＲＣ積）∝＝（１−△ｘ/Ｌ）・（１−△ｘ/Ｌ１）
＝１＋（１/Ｌ−１/Ｌ１）・△ｘ−△ｘ２/Ｌ・Ｌ１
ここで、Ｌ１、Ｌに対して△ｘは小さいので
≒１＋（１/Ｌ−１/Ｌ１）・△ｘ
ゆえに、Ｌ＝Ｌ１のとき時定数の変動を最小化できる。
【００５７】
従って、第１の実施形態の液晶表示装置１０Ａによれば、寸法変動によりＲが大きくな
ると同時にＣが小さくなるため、ＲＣ積は変動し難くなる。加えて、Ｌ＝Ｌ１とすれば、
Ｒの変動に基づく時定数（ＲＣ積）の変動を抑制することができるようになるので、ＴＦ
Ｔからなる光検知部Ｌｓのチャネル長Ｌの変動に起因するリーク抵抗Ｒの値が変動しても
、より設定したとおりの外光検出を行うことができるようになる。
【００５８】
なお、第１の実施形態の液晶表示装置１０Ａの容量部ＣＸでは、ソース電極ＳＬに接続
された配線部分１５の形状が櫛歯状の例を示したが、変形例として対向する面が閉塞して
いる梯子状のものとすることができる。この変形例の容量部ＣＸの構成をＴＦＴからなる
光検知部Ｌｓの構成と共に図５に示した。なお、図５においては、図４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。このような変形
例の容量部ＣＸの構成によれば、形状が左右対称となるので、ドレイン電極ＤＬに接続さ
れた配線部分１４及びソース電極ＳＬに接続された配線部分１５の設計の自由度が増加す
る。
【００５９】
［第２の実施形態］
第２の実施形態の液晶表示装置１０Ｂの構成を図６を用いて説明する。第１の実施形態
の液晶表示装置１０Ａでは、光検知部ＬＳ及び容量部ＣＸはアレイ基板ＡＲの一短辺側に
纏めて形成されている。それに対し、第２の実施形態の液晶表示装置１０Ｂは、光検知部
ＬＳはアレイ基板ＡＲの表示領域１９の周縁部の一辺に形成され、容量部ＣＸは光検知部
ＬＳを形成した辺に隣接した一方の隣接辺に形成されている点で第１の実施形態の液晶表
示装置１０Ａと構成が相違している。この場合においても、容量部ＣＸを形成するソース
電極ＳＬに接続された配線部分１５は櫛歯状に形成されている。
【００６０】
アレイ基板ＡＲの一辺に光検知部ＬＳのみを形成すると、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓ
のサイズを大きくできるだけでなく、複数個のＴＦＴからなる光検知部Ｌｓをアレイ基板
ＡＲの一辺に沿って容易に形成することができるようになる。そのため、第２の実施形態
の液晶表示装置１０Ｂにおいては、光検出感度を大きくできるだけでなく、個別の光検知
部Ｌｓの出力を求めたり、更には複数のＴＦＴからなる光検知部Ｌｓの出力の平均値を求
めたり、多数出力を選択したりする等、短時間の局部的な外光変化に影響されずに安定し
た外光検出を行うことも可能になる。また、アレイ基板ＡＲの一辺に隣接する少なくとも
一方の辺にソース電極ＳＬに接続された配線部分１５及びドレイン電極ＤＬに接続された
配線部分１４を形成して容量部ＣＸを設けると、ＴＦＴからなる光検知部Ｌｓのサイズな
いし数に対応した適切な容量を確保することができるようになる。
【００６１】
［第３の実施形態］
第３の実施形態の液晶表示装置１０Ｃの構成を図７を用いて説明する。第２の実施形態
の液晶表示装置１０Ｂでは、光検知部ＬＳはアレイ基板ＡＲの表示領域１９の周縁部の一
辺に形成され、容量部ＣＸは光検知部ＬＳを形成した辺に隣接した一方の隣接辺に１個の
容量部ＣＸが形成されている。それに対し、第３の実施形態の液晶表示装置１０Ｃは、容
量部ＣＸが断続的に複数個の容量部Ｃｘ１〜Ｃｘｎ（ｎ＝２、３、４、…）に分割して形
成されている点で第２の実施形態の液晶表示装置１０Ｂとは構成が相違している。この場
合においても、複数個の容量部Ｃｘ１〜Ｃｘｎを形成するソース電極ＳＬに接続された配
線部分１５の部分は、第２の実施形態の液晶表示装置１０Ｂの場合と同様に、それぞれ櫛
歯状に形成されている。
【００６２】
複数個の容量部Ｃｘ１〜Ｃｘｎが断続的に設けられていると、歯の部分を適宜に切断す
ることにより必要とする容量を製造時に適宜に調整することができる。そのため、第３の
実施形態の液晶表示装置１０Ｃによれば、容量のバラツキを少なくでき、より設定したと
おりの外光検出が行えるようになる。
【００６３】
［第４の実施形態］
第４の実施形態の液晶表示装置の構成を図８を用いて説明する。第３の実施形態の液晶
表示装置１０Ｃでは、容量部ＣＸは光検知部ＬＳを形成した辺に隣接した一方の隣接辺に
断続的に複数個の容量部Ｃｘ１〜Ｃｘｎが形成されている。そして、第３の実施形態にお
ける複数個の容量部Ｃｘ１〜Ｃｘｎを形成するソース電極ＳＬに接続された配線部分１５
はそれぞれ櫛歯状に形成されている。それに対し、第４の実施形態の液晶表示装置におい
ては、容量部ＣＸは光検知部ＬＳを形成した辺に隣接した一方の隣接辺に断続的に複数個
の容量部Ｃｘ１〜Ｃｘｎが形成されている点では第３の実施形態の液晶表示装置１０Ｃと
同一である。
【００６４】
しかしながら、第４の実施形態における複数個の容量部Ｃｘ１〜Ｃｘｎのそれぞれが、
ソース電極に接続された配線部分１５から１個の接続片１５ａを介して島状部分が形成さ
れており、この島状部分が櫛歯状に形成されて島状櫛歯状部分１５ｂとされている。この
ような構成とすると、製造時に１個の接続片１５ａを切断することにより個々の容量部単
位で容量をトリミングすることができるようになる。そのため、第４の実施形態の液晶表
示装置によれば、容量のバラツキを少なくでき、より設定したとおりの外光検出が行える
ようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１の実施形態の液晶表示装置の概略平面図である。
【図２】第１の実施形態の光検出回路図である。
【図３】第１の実施形態のＴＦＴからなる光検知部と容量部の断面図である。
【図４】第１の実施形態のＴＦＴからなる光検知部と容量部の模式的拡大平面図である。
【図５】第１の実施形態の変形例のＴＦＴからなる光検知部と容量部の模式的拡大平面図である。
【図６】第２の実施形態の液晶表示装置の概略平面図である。
【図７】第３の実施形態の液晶表示装置の概略平面図である。
【図８】図８Ａは第４の実施形態の液晶表示装置の一容量部の拡大平面図であり、図８Ｂは図８ＡのVIIIB−VIIIB線に沿った拡大断面図である。
【図９】従来例の光検出回路図である。
【図１０】従来例のＴＦＴからなる光検知部と容量部の模式的拡大平面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０Ａ〜１０Ｃ：液晶表示装置  １１：透明基板  １２：張り出し部  １３：半導体チッ
プ  １４：（ドレイン電極に接続された）配線部分  １５：ソース電極に接続された配線
部分  １５ａ：接続片  １５ｂ：島状櫛歯状部分  １６：端子  １７１〜１７ｎ：走査線
１８１〜１８ｎ：信号線  １９：表示領域  ２０：ドレイン配線  ２１：バイアス配線
２２：コンタクトホール  ２３：ゲート絶縁膜  ２４：半導体層  ２５：保護絶縁膜  
ＡＲ：アクティブマトリクス基板  ＣＦ：カラーフィルタ基板  ＬＳ：光検知部  Ｌｓ：
ＴＦＴからなる光検知部  ＳＬ：ソース電極  ＧＬ：ゲート電極  ＤＬ：ドレイン電極  
ＣＸ：容量部  Ｃｘ、Ｃｘ１〜Ｃｘｎ：コンデンサ
【図１】
2009271466.tif 000003
【図２】
2009271466.tif 000004
【図３】
2009271466.tif 000005
【図４】
2009271466.tif 000006
【図５】
2009271466.tif 000007
【図６】
2009271466.tif 000008
【図７】
2009271466.tif 000009
【図８】
2009271466.tif 000010
【図９】
2009271466.tif 000011
【図１０】
2009271466.tif 000012