液晶表示装置
【課題】液晶表示装置においてバックライトユニットからの光が下地部を伝播し光センサのノイズとなる恐れがあった。
【解決手段】光センサ３０周縁部に切り欠き部２４を形成する。これによりアレイ基板１１の下地部２１内を長距離伝播し光センサ３０にノイズとして入射する側面ノイズ光１００ａの軽減を図り、もって外光測定機能を向上させることを目的とする。
【解決手段】光センサ３０周縁部に切り欠き部２４を形成する。これによりアレイ基板１１の下地部２１内を長距離伝播し光センサ３０にノイズとして入射する側面ノイズ光１００ａの軽減を図り、もって外光測定機能を向上させることを目的とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、特に屈折率の異なる薄膜界面での反射によるノイズ光を抑え、外光測定性能を向上する光センサを有することを特徴とする液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年光センサ内蔵型液晶表示装置において外光測定性能を向上させるため、バックライト光等ノイズ光の影響を抑える技術が検討されている。一例として遮光部をバックライトと光センサの間に設け、下面ノイズ光を遮光する技術が実用化されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００７−１７９０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし遮光部材をバックライトと光センサの間に設けた場合であっても、光センサへのノイズ光を完全に除去することはできない。バックライトからの光が表示領域内で多重散乱し、または外光が基板に側面から入射することで、光センサの側面方向からノイズ光が入射し得るからである。
【０００４】
側面方向からの入射光は多層薄膜を構成する材質によって異なるが、１０ルックス以上が確認されている。夜間での使用、例えば飲食店や寝室など暗い場所での使用を対象とする光センサは数ルックス単位の微弱な照度検出が求められるため、側面からの１０ルックスを上回る光はノイズとなり、照度検出への影響も大きくなる。
【０００５】
また側面方向からの光は以下で述べる理由により長距離伝播し照度検出に影響を与え易い特徴を有する。
【０００６】
以下従来の光センサ内蔵型液晶表示装置構造を示す図１０Ａ及び図１０Ｂを用いてアレイ基板内での側面方向からの入射について詳細を説明する。
【０００７】
図１０Ａは従来構造での光センサ及び同一多層薄膜に形成される薄膜トランジスタ（以下TFTという）の周辺を表す一例を模した平面図である。図１０Ａの左側部分が光センサ周辺を、図１０Ａの右側部分がTFTの周辺を表し、図１０Ａの左側部分及び右側部分は同一平面上を示している。図１０Ｂは、図１０ＡのN−N線、O−O線に沿い切断した断面図である。
【０００８】
当該光センサ３０、TFT２２周辺を含め、ガラス基板１１a全体に亘り多層薄膜が被着されている。観察者側から見た基板背面、側面からのノイズ光１００aはガラス基板１１a上のTFT２２等金属部又は薄膜上の凹凸で反射、屈折し、多層薄膜に入射する。多層薄膜は異なる構成要素からなる。そのため、散乱光は多層薄膜の中を反射伝播し易くなっている。
【０００９】
特に屈折率の異なる薄膜界面での反射は長距離を伝播していく可能性が高い。例えば薄膜２１a〜２１eの屈折率のうち、薄膜２１dと薄膜２１aの屈折率が大きく、薄膜２１cと薄膜２１dの屈折率が小さい場合、表示領域２０からの散乱光または外光からの散乱光は長距離経路を辿り、光センサ３０で感知され側面ノイズ光１００aとなり得る。
【００１０】
本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は切り欠き部または切り欠き部に遮光部材を充填した遮光部によってアレイ基板側面方向からの光を低減し、光センサ精度を向上させることが可能な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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の態様に係る液晶表示装置は、ガラス基板上に屈折率の異なる複数の材料から形成される多層構造を有するアレイ基板と、前記アレイ基板と液晶層を介して対向に配置された対向基板と、前記アレイ基板上にマトリクス状に配置された画素電極からなる表示領域に光を照射するバックライトユニットと、前記アレイ基板上に形成され、出力用の配線部を有する光センサと、前記光センサと前記表示領域の間に位置した前記多層構造内に形成された切り欠き部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば切り欠き部または切り欠き部に充填した遮光部材により、光センサへのノイズを低減し、光センサ精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置を示す斜視図である。
【００１５】
液晶表示装置１０は表示領域２０を有するアレイ基板１１と、このアレイ基板１１に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板１２と、表示領域２０を駆動する駆動LSI５０と、外部LSIと接続するための接続フレキシブル基板６０及び外光を受光する光センサ３０を備え、アレイ基板１１下面には光源となるLEDまたは冷陰極管等からなるバックライトユニット４０が配置される。バックライトユニット４０は表示領域２０に光を照射するものである。
【００１６】
図２は図１のA−A線に沿い切断した拡大断面図である。
【００１７】
アレイ基板１１と対向基板１２とは表示領域２０の周縁である額縁領域においてシール材１４を用いて接合され、アレイ基板１１と対向基板１２とシール材１４とで囲まれた領域に液晶層２５が形成されている。シール材１４は液晶層２５を封止している。またアレイ基板１１、対向基板１２の液晶層２５側と対向に位置する面には偏光板１３ａ、１３ｂが夫々配設されている。
【００１８】
アレイ基板１１は透明な絶縁基板としてのガラス基板１１aと、このガラス基板１１a上に形成された多層薄膜からなる下地部２１と、詳細を後述する光センサ３０と、光センサ３０に入射する下面ノイズ光１００bを遮光するための下面遮光部３３と、光センサ３０に入射する側面ノイズ光１００aを低減する切り欠き部２４と、下地部２１上に形成された複数のスペーサ２３と、下地部２１に成膜された図示しない配向膜とを備えている。
【００１９】
下地部２１はガラス基板１１aと接する側から順に積層されたSiNx膜アンダーコート層２１a、SiOx膜アンダーコート層２１b、SiOxからなるゲート絶縁膜２１c、SiNxからなる層間膜２１d、平坦化樹脂膜２１eを備えており、上記下面遮光部３３はSiNx 膜アンダーコート層２１aまたはSiOx膜アンダーコート層２１bに形成される。各膜２１a〜２１dは異なる材質から形成されるため、異なる屈折率を有する。具体的にはSiNxの屈折率は1.88、SiOxの屈折率は1.42、平坦化樹脂膜２１eの屈折率は1.5〜1.7前後である。
【００２０】
光センサ３０はシール材１４よりも表示領域２０に近い位置であり、かつ下面遮光部３３の上方で、下地部２１内に形成される。光センサ３０上面には外部ＬＳＩと接続する配線部等からの反射を防止するための樹脂遮光部３１が形成されるが、光センサ３０が外光を取り入れる必要があるため、光センサ３０の真上には樹脂遮光部３１は形成されない。
【００２１】
尚ガラス基板１１a上には複数の信号線３６及び複数のゲート線３７が設けられ、信号線３６とゲート線３７の交差部近傍にスイッチング素子として、例えばTFT２２が設けられている。
【００２２】
表示領域２０は、アレイ基板１１上にマトリクス状に配置された複数の画素領域を有している。各画素領域は、TFT２２及びTFT２２に電気的に接続された画素電極３８等で形成されている。ゲート線３７の一部はTFT２２を形成している。また、この実施の形態において、信号線３６及びゲート線３７は画素領域を区画している。
【００２３】
なお本願構成には直接関係を有さない構成要素であり図示していないが、通常の液晶表示装置同様カラーフィルタ層や対向ITO等も有している。
【００２４】
図３は本実施の形態にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置の図２の破線部Ｒ１にて示す光センサを説明する拡大断面図である。
【００２５】
光センサ３０は、横型のPINフォトダイオードで形成される。光センサ３０は、出力用の配線部３４と、半導体層３５とを有している。半導体層３５は、低濃度n型のカソード領域３５a、高濃度p型アノード領域３５b、及び前記アノード領域３５bと比較し低濃度の不純物がドープされている真性ベース領域（Intrisic）３５c（以下I領域３５cという）を有している。配線部３４は、カソード領域３５a及びアノード領域３５bにそれぞれ電気的に接続されている。
【００２６】
光センサ３０はI領域３５cにおける半導体リーク電流の特性を利用し、外光の計測を行なう。具体的には半導体リーク電流が増加し電圧が低下する時間をコンパレータにより比較し、閾値電圧を下回りLOWとなった場合にラッチ回路を用い、駆動LSI内のソースドライバに信号を送り制御する。そのため適正な外光計測を行なうためにはノイズ光のI領域３５cへの入射を防ぐことが必要となる。
【００２７】
尚、半導体層３５は非晶質シリコンか、ポリシリコンかを問わず使用することができるが、TFTと同一の製造工程で形成する場合にはTFTの半導体層と同一材料となる。
【００２８】
図４Ａ及び図４Ｂは実施の形態１にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光低減構造及び同一多層薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００２９】
図４Ａ左側部分は図２の破線部Ｒ１で示す光センサ３０形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、図４Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００３０】
図４Ｂ左側部分は図４Ａ左側部分のB−B線に沿い切断した光センサを説明する拡大断面図であり、図４Ｂ右側部分は図４Ａ右側部分のC−C線に沿い切断したTFTを説明する拡大断面図である。
【００３１】
切り欠き部２４は、光センサ３０と表示領域２０の間に位置しているとともに表示領域２０の外側に位置した下地部２１の多層構造内に形成されている。当該切り欠き部２４は光センサ３０へ入射する下面ノイズ光１００bを防ぐ下面遮光部３３の周縁に形成される。
【００３２】
当該切り欠き部２４により側面ノイズ光１００aの伝播する下地部２１の多層構造に新たに２つの界面が形成される。このため側面ノイズ光１００aとなる散乱光が入射した場合にも切り欠き部２４の両側面の界面によって屈折率が変わり、側面ノイズ光１００aの一部を低減することが可能となる。
【００３３】
尚、バックライトユニット４０から照射される光の一部は、側面ノイズ光１００aとなる。光センサ３０が表示領域２０に近接する場合、側面ノイズ光１００aの光センサ３０への悪影響はより強くなる。そのため切り欠き部２４は表示領域２０、光センサ３０間を隔てるように設けることで、より高い側面ノイズ光１００a低減効果を得ることができる。
【００３４】
また切り欠き部２４の深さは下地部２１各層のいずれの層に達してもよい。各層ごとに側面ノイズ光１００aを低減させる効果を得ることができるからである。ここでは、切り欠き部２４は、SiNx膜アンダーコート層２１aから層間膜２１dにかけて形成されている。ここで、屈折率の高いSiNx膜アンダーコート層２１aと層間膜（SiNx）２１dに挟まれたSiOx膜アンダーコート層２１b−ゲート絶縁膜（SiOx）２１c間は長距離伝播する散乱光の導波路となるため、SiNx膜アンダーコート層２１aに切り欠き部２４が達する場合は特に側面ノイズ光１００aに対する低減効果が高まる。
【００３５】
加えて切り欠き部２４がガラス基板１１aに達してもよい。この場合、ガラス基板１１aの上面に凹凸ができるため、下地部２１底面の光の拡散効果を高めることができる。
【００３６】
尚、下面遮光部３３上に切り欠き部２４を形成することも可能である。この場合、下面ノイズ光１００bが切り欠き部２４と下面遮光部３３の隙間g1から入射することを防ぐことが可能となり、ノイズ光１００の影響をより抑えることができる。
【００３７】
さらに当該切り欠き部２４は以下の変形例１及び変形例２に示す光センサ３０の周縁を囲うコの字型または四辺を囲う形に形成することも可能である。
【００３８】
（変形例１）
図５Ａ及び図５Ｂは実施の形態１の変形例１にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のコの字型切り欠き部によるノイズ光低減構造及び同一多層薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００３９】
図５Ａ左側部分は、図２の破線部Ｒ１で示す光センサ形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、図５Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００４０】
図５Ｂ左側部分は図５Ａ左側部分のD−D線に沿い切断した光センサを説明する拡大断面図であり、図５Ｂ右側部分は図５Ａ右側部分のE−E線に沿い切断したTFTを説明する拡大断面図である。
【００４１】
図５Ａに示すようにコの字型で切り欠き部２４を形成する場合、切り欠き部２４は開放部を有して形成される。開放部が表示領域２０と反対方向に位置していることで高い側面ノイズ光１００a低減効果を得られるが、バックライトユニットまたは光センサ３０の配置位置により影響が変わるため切り欠き部２４は所望の位置を選択する。
【００４２】
（変形例２）
図６Ａ及び図６Ｂは実施の形態１の変形例２にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置の四辺を囲う切り欠き部による側面ノイズ光低減構造及び同一多層薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００４３】
図６Ａ左側部分は、図２の破線部Ｒ１で示す光センサ形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、図６Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００４４】
図６Ｂ左側部分は図６Ａ左側部分のF−F線に沿い切断した光センサを説明する拡大断面図であり、図６Ｂ右側部分は図６Ａ右側部分のG−G線に沿い切断したTFTを説明する拡大断面図である。
【００４５】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、光センサ３０の周縁の形状は矩形状である。切り欠き部２４は光センサ３０の四辺を囲う形に形成することも可能である。光センサ３０の周囲を漏れなく囲うことができるため、側面ノイズ光１００aに対する低減効果は図４Ａ及び図４Ｂに示す実施の形態１または図５Ａ及び図５Ｂに示す変形例１の切り欠き部２４と比べ最も高くなる。
【００４６】
尚、切り欠き部２４を四辺に形成する場合、四辺のうちの一辺の切り欠き部２４上に光センサ用の配線部３４が形成される。配線部３４は、光センサ３０に電気的に接続されている。配線部３４は金属膜で形成されるため、当該配線部３４が形成された切り欠き部２４aは後述する切り欠き部２４を遮光部材で充填した場合と同様の遮光効果を奏する。
【００４７】
上記図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂに示した変形例１及び変形例２の切り欠き部２４の形成は、表示領域２０内に形成されるTFT２２のコンタクトホール形成工程でのエッチング処理と同時に行なうことで製造工程数を増やすことなく行なうことが可能である。
【００４８】
（実施の形態２）
実施の形態２は切り欠き部に遮光部材を充填することで遮光部を形成し、側面ノイズ光を遮蔽するものである。
図７Ａ及び図７Ｂは、実施の形態２にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置の側面ノイズ光遮蔽構造及び同一薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００４９】
図７Ａ左側部分は、図２の破線部Ｒ１で示す光センサ形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、図７Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００５０】
図７Ｂ左側部分は図７Ａ左側部分のH−H線に沿い切断した光センサを説明する拡大断面図であり、図７Ｂ右側部分は図７Ａ右側部分のI−I線に沿い切断したTFTを説明する拡大断面図である。
【００５１】
切り欠き部２４に遮光部材を充填し遮光部３２aを形成する。ここで遮光部材には、例えばモリブデンタングステン（MoW）、タンタル（Ta）、アルミニウム（Al）等の金属部材を用いる。尚、遮光部３２aを形成する際、TFT２２用の配線部として、表示領域２０を形成するTFT２２のゲート線３７と同一の材料を用いることで、製造工程数を増やすことなくパターニングが可能である。
【００５２】
また切り欠き部２４は層間膜２１dを貫通しない範囲でSiNx膜アンダーコート層２１aまでの所望の深さで形成することが可能である。遮光部３２aと光センサ用配線３４のショートを防ぐため、層間膜２１dを介する必要があるからである。
【００５３】
当該遮光部３２aが設けられるSiOx膜アンダーコート層２１b−ゲート絶縁膜２１c（SiOx）間は、上述した長距離伝播散乱光の導波路となりうる。そのため当該SiOx膜アンダーコート層２１b−ゲート絶縁膜２１c間を遮光することは側面ノイズ光１００aの遮蔽に大きく寄与する。
【００５４】
（実施の形態３）
実施の形態３は光センサ用配線形成位置を避け切り欠き部を形成し、遮光部材を充填することで遮光部を形成する。
【００５５】
図８Ａ及び図８Ｂは、実施の形態３にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置の側面ノイズ光遮蔽構造及び同一多層薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００５６】
図８Ａ左側部分は、図２の破線部Ｒ１で示す光センサ形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、図８Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００５７】
図８Ｂ左側部分は図８Ａ左側部分のJ−J線に沿い切断した光センサ３０を説明する拡大断面図であり、図8Ｂ右側部分は図８Ａ右側部分のK−K線に沿い切断したTFT２２を説明する拡大断面図である。
【００５８】
切り欠き部２４は、光センサ３０の配線部３４に重なった領域のみ開放されている。遮光部材として金属を充填した遮光部３２bが光センサ用の配線部３４と接触しショートすることを避けるため、光センサ３０を囲むよう遮光部３２bを四辺に形成する場合は、遮光部３２b及び配線部３４間に一定の隙間g２を設けることが必要である。
【００５９】
実施の形態３は、遮光部３２bの形成がSiNx膜アンダーコート層２１a−層間膜２１d間で可能であり、前述した実施の形態２と比較し、層間膜２１d内を伝播する側面ノイズ光１００aを一層遮蔽できる点、優位性がある。
【００６０】
また実施の形態２は実施の形態３と比較した場合、SiOx膜アンダーコート層２１b−ゲート絶縁膜２１c間の四辺を囲い遮蔽できる点優位性がある。
【００６１】
尚、切り欠き部２４形成及び遮光部材の充填は、実施の形態１または２同様、TFT２２及びTFT２２用の配線部（信号線３６）の形成と同時に同一の材料で行なうことで、製造工程数を増やすことなく実施が可能である。
【００６２】
（実施の形態４）
実施の形態４は実施の形態２及び３を組み合わせ２層の連結型遮光部を形成し、四辺の側面ノイズ光を遮蔽するものである。
【００６３】
図９Ａ及び図９Ｂは、実施の形態４にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置の側面ノイズ光遮蔽構造及び同一多層薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００６４】
図９Ａ左側部分は、図２の破線部Ｒ１で示す光センサ形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、時９Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００６５】
図９Ｂ左側部分は図９Ａ左側部分のL−L線に沿い切断した光センサを説明する拡大断面図であり、図９Ｂ右側部分は図９Ａ右側部分のM−M線に沿い切断したTFTを説明する拡大断面図である。
【００６６】
連結型遮光部３２dは遮光部３２a及び遮光部３２cからなる。遮光部３２aは実施の形態２で説明した図７Ａ及び図７Ｂに示す遮光部３２aと同一のものである。遮光部３２cは光センサ用の配線部３４形成位置を避け形成された切り欠き部２４を遮光部材にて充填した遮光部であり、遮光部３２a上に形成されたものである。すなわち、遮光部３２cは、層間膜２１dから平坦化樹脂膜２１eにかけては配線部３４に重なった領域のみ開放されている。遮光部３２a上に形成する点、実施の形態３の図８Ａ及び図８Ｂに示す遮光部３２ｂと相違する。
【００６７】
実施の形態２と同様にSiOx膜アンダーコート層２１b−ゲート絶縁膜２１c（SiOx）間を遮光する遮光部３２aを形成し、その後当該遮光部３２a上に遮光部３２cを形成する。
【００６８】
遮光部３２aは、TFT２２用の配線部（ゲート線３７）と同時に同一の材料で形成されている。当該遮光部３２aをエッチングストッパとして、TFT２２形成時のコンタクトホールと同時にエッチング処理を行ない、また信号線３６形成時と同一の材料で遮光部３２cを形成することで、製造工程数の増加を抑えた連結型遮光部３２dの形成が可能となる。
【００６９】
上記遮光部３２dは側面ノイズ光１００aである長距離伝播散乱光の導波路を四辺で囲み遮光し、併せて層間膜２１dからの散乱光の入射を防ぐことができる。
【００７０】
本実施の形態は実施の形態１に示す切り欠き部２４と比較すると、遮光部材の充填による側面ノイズ光１００a遮光効果を有する点、有効である。また実施の形態２及び３と比較すると、図７Ａ及び図７Ｂに示す遮光部３２a及び図８Ａ及び図８Ｂに示す遮光部３２ｂと比べ、図９Ａ及び図９Ｂに示す遮光部３２dは遮光範囲が拡大する点、有効であるといえる。
【００７１】
よって実施の形態１乃至４の実施形態により光センサ３０への側面ノイズ光１００aの入射を防ぐことができる。
【００７２】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００７３】
また、本実施形態ではPINフォトダイオードを用いた光センサ３０の適用について述べたが、TFTを用いた光センサ３０の場合にもダイオードと同様の効果を奏する。この場合、ｐ濃度の低い部分への側面ノイズ光１００aの入射を防ぐ。
【００７４】
さらに、本実施の形態ではSiNx膜アンダーコート層２１a、SiOx膜アンダーコート層２１b、ゲート絶縁膜２１c、層間膜２１dとしたが、他の膜種であっても同様の手段で同様の効果を奏する。
【００７５】
また、切り欠き部２４充填部材として金属膜を例に説明したがアレイ基板１１側に樹脂遮光層（ブラックマトリクス材料）を作成する場合であれば、ブラックマトリクス材料を切り欠き部２４充填部材として適用し、同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】内蔵型光センサを有する液晶表示装置の実施構造を本実施の形態に適用した液晶表示装置を説明する斜視図。
【図２】内蔵型光センサを有する液晶表示装置の実施構造を本実施の形態に適用した液晶表示装置を説明する拡大断面図。
【図３】本発明にかかる内蔵型光センサを説明する拡大断面図。
【図４Ａ】本発明の実施の形態１にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光低減構造及び切り欠き部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図４Ｂ】図４Ａに示した液晶表示装置のノイズ光低減構造及び切り欠き部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図５Ａ】本発明の実施の形態１にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光低減構造及びコの字型切り欠き部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図５Ｂ】図５Ａに示した液晶表示装置のノイズ光低減構造及びコの字型切り欠き部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図６Ａ】本発明の実施の形態１にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光低減構造及び光センサの四辺を囲う切り欠き部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図６Ｂ】図６Ａに示した液晶表示装置のノイズ光低減構造及び光センサの四辺を囲う切り欠き部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図７Ａ】本発明の実施の形態２にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図７Ｂ】図７Ａに示した液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図８Ａ】本発明の実施の形態３にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図８Ｂ】図８Ａに示した液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図９Ａ】本発明の実施の形態４にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図９Ｂ】図９Ａに示した液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図１０Ａ】従来構造における光センサとその周辺を説明する拡大平面図。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示した光センサとその周辺を説明する拡大断面図。
【符号の説明】
【００７７】
１１…アレイ基板、１１a…ガラス基板、１２…対向基板、１４…シール材、２０…表示領域、２１…下地部、２１a，２１b…アンダーコート層、２１c…ゲート絶縁膜、２１d…層間膜、２１e…平坦化樹脂膜、２２…薄膜トランジスタ（TFT）、２４…切り欠き部、２５…液晶層、３０…光センサ、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ…遮光部、３３…下面遮光部、３４…配線部、３６…信号線、３７…ゲート線、３８…画素電極、４０…バックライトユニット、１００ａ，１００ｂ…ノイズ光。
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、特に屈折率の異なる薄膜界面での反射によるノイズ光を抑え、外光測定性能を向上する光センサを有することを特徴とする液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年光センサ内蔵型液晶表示装置において外光測定性能を向上させるため、バックライト光等ノイズ光の影響を抑える技術が検討されている。一例として遮光部をバックライトと光センサの間に設け、下面ノイズ光を遮光する技術が実用化されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００７−１７９０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし遮光部材をバックライトと光センサの間に設けた場合であっても、光センサへのノイズ光を完全に除去することはできない。バックライトからの光が表示領域内で多重散乱し、または外光が基板に側面から入射することで、光センサの側面方向からノイズ光が入射し得るからである。
【０００４】
側面方向からの入射光は多層薄膜を構成する材質によって異なるが、１０ルックス以上が確認されている。夜間での使用、例えば飲食店や寝室など暗い場所での使用を対象とする光センサは数ルックス単位の微弱な照度検出が求められるため、側面からの１０ルックスを上回る光はノイズとなり、照度検出への影響も大きくなる。
【０００５】
また側面方向からの光は以下で述べる理由により長距離伝播し照度検出に影響を与え易い特徴を有する。
【０００６】
以下従来の光センサ内蔵型液晶表示装置構造を示す図１０Ａ及び図１０Ｂを用いてアレイ基板内での側面方向からの入射について詳細を説明する。
【０００７】
図１０Ａは従来構造での光センサ及び同一多層薄膜に形成される薄膜トランジスタ（以下TFTという）の周辺を表す一例を模した平面図である。図１０Ａの左側部分が光センサ周辺を、図１０Ａの右側部分がTFTの周辺を表し、図１０Ａの左側部分及び右側部分は同一平面上を示している。図１０Ｂは、図１０ＡのN−N線、O−O線に沿い切断した断面図である。
【０００８】
当該光センサ３０、TFT２２周辺を含め、ガラス基板１１a全体に亘り多層薄膜が被着されている。観察者側から見た基板背面、側面からのノイズ光１００aはガラス基板１１a上のTFT２２等金属部又は薄膜上の凹凸で反射、屈折し、多層薄膜に入射する。多層薄膜は異なる構成要素からなる。そのため、散乱光は多層薄膜の中を反射伝播し易くなっている。
【０００９】
特に屈折率の異なる薄膜界面での反射は長距離を伝播していく可能性が高い。例えば薄膜２１a〜２１eの屈折率のうち、薄膜２１dと薄膜２１aの屈折率が大きく、薄膜２１cと薄膜２１dの屈折率が小さい場合、表示領域２０からの散乱光または外光からの散乱光は長距離経路を辿り、光センサ３０で感知され側面ノイズ光１００aとなり得る。
【００１０】
本発明は上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は切り欠き部または切り欠き部に遮光部材を充填した遮光部によってアレイ基板側面方向からの光を低減し、光センサ精度を向上させることが可能な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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の態様に係る液晶表示装置は、ガラス基板上に屈折率の異なる複数の材料から形成される多層構造を有するアレイ基板と、前記アレイ基板と液晶層を介して対向に配置された対向基板と、前記アレイ基板上にマトリクス状に配置された画素電極からなる表示領域に光を照射するバックライトユニットと、前記アレイ基板上に形成され、出力用の配線部を有する光センサと、前記光センサと前記表示領域の間に位置した前記多層構造内に形成された切り欠き部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば切り欠き部または切り欠き部に充填した遮光部材により、光センサへのノイズを低減し、光センサ精度の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置を示す斜視図である。
【００１５】
液晶表示装置１０は表示領域２０を有するアレイ基板１１と、このアレイ基板１１に所定の隙間を保持して対向配置された対向基板１２と、表示領域２０を駆動する駆動LSI５０と、外部LSIと接続するための接続フレキシブル基板６０及び外光を受光する光センサ３０を備え、アレイ基板１１下面には光源となるLEDまたは冷陰極管等からなるバックライトユニット４０が配置される。バックライトユニット４０は表示領域２０に光を照射するものである。
【００１６】
図２は図１のA−A線に沿い切断した拡大断面図である。
【００１７】
アレイ基板１１と対向基板１２とは表示領域２０の周縁である額縁領域においてシール材１４を用いて接合され、アレイ基板１１と対向基板１２とシール材１４とで囲まれた領域に液晶層２５が形成されている。シール材１４は液晶層２５を封止している。またアレイ基板１１、対向基板１２の液晶層２５側と対向に位置する面には偏光板１３ａ、１３ｂが夫々配設されている。
【００１８】
アレイ基板１１は透明な絶縁基板としてのガラス基板１１aと、このガラス基板１１a上に形成された多層薄膜からなる下地部２１と、詳細を後述する光センサ３０と、光センサ３０に入射する下面ノイズ光１００bを遮光するための下面遮光部３３と、光センサ３０に入射する側面ノイズ光１００aを低減する切り欠き部２４と、下地部２１上に形成された複数のスペーサ２３と、下地部２１に成膜された図示しない配向膜とを備えている。
【００１９】
下地部２１はガラス基板１１aと接する側から順に積層されたSiNx膜アンダーコート層２１a、SiOx膜アンダーコート層２１b、SiOxからなるゲート絶縁膜２１c、SiNxからなる層間膜２１d、平坦化樹脂膜２１eを備えており、上記下面遮光部３３はSiNx 膜アンダーコート層２１aまたはSiOx膜アンダーコート層２１bに形成される。各膜２１a〜２１dは異なる材質から形成されるため、異なる屈折率を有する。具体的にはSiNxの屈折率は1.88、SiOxの屈折率は1.42、平坦化樹脂膜２１eの屈折率は1.5〜1.7前後である。
【００２０】
光センサ３０はシール材１４よりも表示領域２０に近い位置であり、かつ下面遮光部３３の上方で、下地部２１内に形成される。光センサ３０上面には外部ＬＳＩと接続する配線部等からの反射を防止するための樹脂遮光部３１が形成されるが、光センサ３０が外光を取り入れる必要があるため、光センサ３０の真上には樹脂遮光部３１は形成されない。
【００２１】
尚ガラス基板１１a上には複数の信号線３６及び複数のゲート線３７が設けられ、信号線３６とゲート線３７の交差部近傍にスイッチング素子として、例えばTFT２２が設けられている。
【００２２】
表示領域２０は、アレイ基板１１上にマトリクス状に配置された複数の画素領域を有している。各画素領域は、TFT２２及びTFT２２に電気的に接続された画素電極３８等で形成されている。ゲート線３７の一部はTFT２２を形成している。また、この実施の形態において、信号線３６及びゲート線３７は画素領域を区画している。
【００２３】
なお本願構成には直接関係を有さない構成要素であり図示していないが、通常の液晶表示装置同様カラーフィルタ層や対向ITO等も有している。
【００２４】
図３は本実施の形態にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置の図２の破線部Ｒ１にて示す光センサを説明する拡大断面図である。
【００２５】
光センサ３０は、横型のPINフォトダイオードで形成される。光センサ３０は、出力用の配線部３４と、半導体層３５とを有している。半導体層３５は、低濃度n型のカソード領域３５a、高濃度p型アノード領域３５b、及び前記アノード領域３５bと比較し低濃度の不純物がドープされている真性ベース領域（Intrisic）３５c（以下I領域３５cという）を有している。配線部３４は、カソード領域３５a及びアノード領域３５bにそれぞれ電気的に接続されている。
【００２６】
光センサ３０はI領域３５cにおける半導体リーク電流の特性を利用し、外光の計測を行なう。具体的には半導体リーク電流が増加し電圧が低下する時間をコンパレータにより比較し、閾値電圧を下回りLOWとなった場合にラッチ回路を用い、駆動LSI内のソースドライバに信号を送り制御する。そのため適正な外光計測を行なうためにはノイズ光のI領域３５cへの入射を防ぐことが必要となる。
【００２７】
尚、半導体層３５は非晶質シリコンか、ポリシリコンかを問わず使用することができるが、TFTと同一の製造工程で形成する場合にはTFTの半導体層と同一材料となる。
【００２８】
図４Ａ及び図４Ｂは実施の形態１にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光低減構造及び同一多層薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００２９】
図４Ａ左側部分は図２の破線部Ｒ１で示す光センサ３０形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、図４Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００３０】
図４Ｂ左側部分は図４Ａ左側部分のB−B線に沿い切断した光センサを説明する拡大断面図であり、図４Ｂ右側部分は図４Ａ右側部分のC−C線に沿い切断したTFTを説明する拡大断面図である。
【００３１】
切り欠き部２４は、光センサ３０と表示領域２０の間に位置しているとともに表示領域２０の外側に位置した下地部２１の多層構造内に形成されている。当該切り欠き部２４は光センサ３０へ入射する下面ノイズ光１００bを防ぐ下面遮光部３３の周縁に形成される。
【００３２】
当該切り欠き部２４により側面ノイズ光１００aの伝播する下地部２１の多層構造に新たに２つの界面が形成される。このため側面ノイズ光１００aとなる散乱光が入射した場合にも切り欠き部２４の両側面の界面によって屈折率が変わり、側面ノイズ光１００aの一部を低減することが可能となる。
【００３３】
尚、バックライトユニット４０から照射される光の一部は、側面ノイズ光１００aとなる。光センサ３０が表示領域２０に近接する場合、側面ノイズ光１００aの光センサ３０への悪影響はより強くなる。そのため切り欠き部２４は表示領域２０、光センサ３０間を隔てるように設けることで、より高い側面ノイズ光１００a低減効果を得ることができる。
【００３４】
また切り欠き部２４の深さは下地部２１各層のいずれの層に達してもよい。各層ごとに側面ノイズ光１００aを低減させる効果を得ることができるからである。ここでは、切り欠き部２４は、SiNx膜アンダーコート層２１aから層間膜２１dにかけて形成されている。ここで、屈折率の高いSiNx膜アンダーコート層２１aと層間膜（SiNx）２１dに挟まれたSiOx膜アンダーコート層２１b−ゲート絶縁膜（SiOx）２１c間は長距離伝播する散乱光の導波路となるため、SiNx膜アンダーコート層２１aに切り欠き部２４が達する場合は特に側面ノイズ光１００aに対する低減効果が高まる。
【００３５】
加えて切り欠き部２４がガラス基板１１aに達してもよい。この場合、ガラス基板１１aの上面に凹凸ができるため、下地部２１底面の光の拡散効果を高めることができる。
【００３６】
尚、下面遮光部３３上に切り欠き部２４を形成することも可能である。この場合、下面ノイズ光１００bが切り欠き部２４と下面遮光部３３の隙間g1から入射することを防ぐことが可能となり、ノイズ光１００の影響をより抑えることができる。
【００３７】
さらに当該切り欠き部２４は以下の変形例１及び変形例２に示す光センサ３０の周縁を囲うコの字型または四辺を囲う形に形成することも可能である。
【００３８】
（変形例１）
図５Ａ及び図５Ｂは実施の形態１の変形例１にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のコの字型切り欠き部によるノイズ光低減構造及び同一多層薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００３９】
図５Ａ左側部分は、図２の破線部Ｒ１で示す光センサ形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、図５Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００４０】
図５Ｂ左側部分は図５Ａ左側部分のD−D線に沿い切断した光センサを説明する拡大断面図であり、図５Ｂ右側部分は図５Ａ右側部分のE−E線に沿い切断したTFTを説明する拡大断面図である。
【００４１】
図５Ａに示すようにコの字型で切り欠き部２４を形成する場合、切り欠き部２４は開放部を有して形成される。開放部が表示領域２０と反対方向に位置していることで高い側面ノイズ光１００a低減効果を得られるが、バックライトユニットまたは光センサ３０の配置位置により影響が変わるため切り欠き部２４は所望の位置を選択する。
【００４２】
（変形例２）
図６Ａ及び図６Ｂは実施の形態１の変形例２にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置の四辺を囲う切り欠き部による側面ノイズ光低減構造及び同一多層薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００４３】
図６Ａ左側部分は、図２の破線部Ｒ１で示す光センサ形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、図６Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００４４】
図６Ｂ左側部分は図６Ａ左側部分のF−F線に沿い切断した光センサを説明する拡大断面図であり、図６Ｂ右側部分は図６Ａ右側部分のG−G線に沿い切断したTFTを説明する拡大断面図である。
【００４５】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、光センサ３０の周縁の形状は矩形状である。切り欠き部２４は光センサ３０の四辺を囲う形に形成することも可能である。光センサ３０の周囲を漏れなく囲うことができるため、側面ノイズ光１００aに対する低減効果は図４Ａ及び図４Ｂに示す実施の形態１または図５Ａ及び図５Ｂに示す変形例１の切り欠き部２４と比べ最も高くなる。
【００４６】
尚、切り欠き部２４を四辺に形成する場合、四辺のうちの一辺の切り欠き部２４上に光センサ用の配線部３４が形成される。配線部３４は、光センサ３０に電気的に接続されている。配線部３４は金属膜で形成されるため、当該配線部３４が形成された切り欠き部２４aは後述する切り欠き部２４を遮光部材で充填した場合と同様の遮光効果を奏する。
【００４７】
上記図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂに示した変形例１及び変形例２の切り欠き部２４の形成は、表示領域２０内に形成されるTFT２２のコンタクトホール形成工程でのエッチング処理と同時に行なうことで製造工程数を増やすことなく行なうことが可能である。
【００４８】
（実施の形態２）
実施の形態２は切り欠き部に遮光部材を充填することで遮光部を形成し、側面ノイズ光を遮蔽するものである。
図７Ａ及び図７Ｂは、実施の形態２にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置の側面ノイズ光遮蔽構造及び同一薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００４９】
図７Ａ左側部分は、図２の破線部Ｒ１で示す光センサ形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、図７Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００５０】
図７Ｂ左側部分は図７Ａ左側部分のH−H線に沿い切断した光センサを説明する拡大断面図であり、図７Ｂ右側部分は図７Ａ右側部分のI−I線に沿い切断したTFTを説明する拡大断面図である。
【００５１】
切り欠き部２４に遮光部材を充填し遮光部３２aを形成する。ここで遮光部材には、例えばモリブデンタングステン（MoW）、タンタル（Ta）、アルミニウム（Al）等の金属部材を用いる。尚、遮光部３２aを形成する際、TFT２２用の配線部として、表示領域２０を形成するTFT２２のゲート線３７と同一の材料を用いることで、製造工程数を増やすことなくパターニングが可能である。
【００５２】
また切り欠き部２４は層間膜２１dを貫通しない範囲でSiNx膜アンダーコート層２１aまでの所望の深さで形成することが可能である。遮光部３２aと光センサ用配線３４のショートを防ぐため、層間膜２１dを介する必要があるからである。
【００５３】
当該遮光部３２aが設けられるSiOx膜アンダーコート層２１b−ゲート絶縁膜２１c（SiOx）間は、上述した長距離伝播散乱光の導波路となりうる。そのため当該SiOx膜アンダーコート層２１b−ゲート絶縁膜２１c間を遮光することは側面ノイズ光１００aの遮蔽に大きく寄与する。
【００５４】
（実施の形態３）
実施の形態３は光センサ用配線形成位置を避け切り欠き部を形成し、遮光部材を充填することで遮光部を形成する。
【００５５】
図８Ａ及び図８Ｂは、実施の形態３にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置の側面ノイズ光遮蔽構造及び同一多層薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００５６】
図８Ａ左側部分は、図２の破線部Ｒ１で示す光センサ形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、図８Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００５７】
図８Ｂ左側部分は図８Ａ左側部分のJ−J線に沿い切断した光センサ３０を説明する拡大断面図であり、図8Ｂ右側部分は図８Ａ右側部分のK−K線に沿い切断したTFT２２を説明する拡大断面図である。
【００５８】
切り欠き部２４は、光センサ３０の配線部３４に重なった領域のみ開放されている。遮光部材として金属を充填した遮光部３２bが光センサ用の配線部３４と接触しショートすることを避けるため、光センサ３０を囲むよう遮光部３２bを四辺に形成する場合は、遮光部３２b及び配線部３４間に一定の隙間g２を設けることが必要である。
【００５９】
実施の形態３は、遮光部３２bの形成がSiNx膜アンダーコート層２１a−層間膜２１d間で可能であり、前述した実施の形態２と比較し、層間膜２１d内を伝播する側面ノイズ光１００aを一層遮蔽できる点、優位性がある。
【００６０】
また実施の形態２は実施の形態３と比較した場合、SiOx膜アンダーコート層２１b−ゲート絶縁膜２１c間の四辺を囲い遮蔽できる点優位性がある。
【００６１】
尚、切り欠き部２４形成及び遮光部材の充填は、実施の形態１または２同様、TFT２２及びTFT２２用の配線部（信号線３６）の形成と同時に同一の材料で行なうことで、製造工程数を増やすことなく実施が可能である。
【００６２】
（実施の形態４）
実施の形態４は実施の形態２及び３を組み合わせ２層の連結型遮光部を形成し、四辺の側面ノイズ光を遮蔽するものである。
【００６３】
図９Ａ及び図９Ｂは、実施の形態４にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置の側面ノイズ光遮蔽構造及び同一多層薄膜に形成されるTFT構造を説明する図である。
【００６４】
図９Ａ左側部分は、図２の破線部Ｒ１で示す光センサ形成位置とその周辺を説明する拡大平面図であり、時９Ａ右側部分は、図２の破線部Ｒ２で示す複数あるTFTの一つであり、表示領域中のTFT形成位置とその周辺を説明する拡大平面図である。
【００６５】
図９Ｂ左側部分は図９Ａ左側部分のL−L線に沿い切断した光センサを説明する拡大断面図であり、図９Ｂ右側部分は図９Ａ右側部分のM−M線に沿い切断したTFTを説明する拡大断面図である。
【００６６】
連結型遮光部３２dは遮光部３２a及び遮光部３２cからなる。遮光部３２aは実施の形態２で説明した図７Ａ及び図７Ｂに示す遮光部３２aと同一のものである。遮光部３２cは光センサ用の配線部３４形成位置を避け形成された切り欠き部２４を遮光部材にて充填した遮光部であり、遮光部３２a上に形成されたものである。すなわち、遮光部３２cは、層間膜２１dから平坦化樹脂膜２１eにかけては配線部３４に重なった領域のみ開放されている。遮光部３２a上に形成する点、実施の形態３の図８Ａ及び図８Ｂに示す遮光部３２ｂと相違する。
【００６７】
実施の形態２と同様にSiOx膜アンダーコート層２１b−ゲート絶縁膜２１c（SiOx）間を遮光する遮光部３２aを形成し、その後当該遮光部３２a上に遮光部３２cを形成する。
【００６８】
遮光部３２aは、TFT２２用の配線部（ゲート線３７）と同時に同一の材料で形成されている。当該遮光部３２aをエッチングストッパとして、TFT２２形成時のコンタクトホールと同時にエッチング処理を行ない、また信号線３６形成時と同一の材料で遮光部３２cを形成することで、製造工程数の増加を抑えた連結型遮光部３２dの形成が可能となる。
【００６９】
上記遮光部３２dは側面ノイズ光１００aである長距離伝播散乱光の導波路を四辺で囲み遮光し、併せて層間膜２１dからの散乱光の入射を防ぐことができる。
【００７０】
本実施の形態は実施の形態１に示す切り欠き部２４と比較すると、遮光部材の充填による側面ノイズ光１００a遮光効果を有する点、有効である。また実施の形態２及び３と比較すると、図７Ａ及び図７Ｂに示す遮光部３２a及び図８Ａ及び図８Ｂに示す遮光部３２ｂと比べ、図９Ａ及び図９Ｂに示す遮光部３２dは遮光範囲が拡大する点、有効であるといえる。
【００７１】
よって実施の形態１乃至４の実施形態により光センサ３０への側面ノイズ光１００aの入射を防ぐことができる。
【００７２】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００７３】
また、本実施形態ではPINフォトダイオードを用いた光センサ３０の適用について述べたが、TFTを用いた光センサ３０の場合にもダイオードと同様の効果を奏する。この場合、ｐ濃度の低い部分への側面ノイズ光１００aの入射を防ぐ。
【００７４】
さらに、本実施の形態ではSiNx膜アンダーコート層２１a、SiOx膜アンダーコート層２１b、ゲート絶縁膜２１c、層間膜２１dとしたが、他の膜種であっても同様の手段で同様の効果を奏する。
【００７５】
また、切り欠き部２４充填部材として金属膜を例に説明したがアレイ基板１１側に樹脂遮光層（ブラックマトリクス材料）を作成する場合であれば、ブラックマトリクス材料を切り欠き部２４充填部材として適用し、同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】内蔵型光センサを有する液晶表示装置の実施構造を本実施の形態に適用した液晶表示装置を説明する斜視図。
【図２】内蔵型光センサを有する液晶表示装置の実施構造を本実施の形態に適用した液晶表示装置を説明する拡大断面図。
【図３】本発明にかかる内蔵型光センサを説明する拡大断面図。
【図４Ａ】本発明の実施の形態１にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光低減構造及び切り欠き部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図４Ｂ】図４Ａに示した液晶表示装置のノイズ光低減構造及び切り欠き部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図５Ａ】本発明の実施の形態１にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光低減構造及びコの字型切り欠き部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図５Ｂ】図５Ａに示した液晶表示装置のノイズ光低減構造及びコの字型切り欠き部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図６Ａ】本発明の実施の形態１にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光低減構造及び光センサの四辺を囲う切り欠き部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図６Ｂ】図６Ａに示した液晶表示装置のノイズ光低減構造及び光センサの四辺を囲う切り欠き部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図７Ａ】本発明の実施の形態２にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図７Ｂ】図７Ａに示した液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図８Ａ】本発明の実施の形態３にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図８Ｂ】図８Ａに示した液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図９Ａ】本発明の実施の形態４にかかる光センサ内蔵型液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大平面図。
【図９Ｂ】図９Ａに示した液晶表示装置のノイズ光遮蔽構造及び遮光部の形成位置を説明する拡大断面図。
【図１０Ａ】従来構造における光センサとその周辺を説明する拡大平面図。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示した光センサとその周辺を説明する拡大断面図。
【符号の説明】
【００７７】
１１…アレイ基板、１１a…ガラス基板、１２…対向基板、１４…シール材、２０…表示領域、２１…下地部、２１a，２１b…アンダーコート層、２１c…ゲート絶縁膜、２１d…層間膜、２１e…平坦化樹脂膜、２２…薄膜トランジスタ（TFT）、２４…切り欠き部、２５…液晶層、３０…光センサ、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ…遮光部、３３…下面遮光部、３４…配線部、３６…信号線、３７…ゲート線、３８…画素電極、４０…バックライトユニット、１００ａ，１００ｂ…ノイズ光。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に屈折率の異なる複数の材料から形成される多層構造を有するアレイ基板と、
前記アレイ基板と液晶層を介して対向に配置された対向基板と、
前記アレイ基板上にマトリクス状に配置された画素電極からなる表示領域に光を照射するバックライトユニットと、
前記アレイ基板上に形成され、出力用の配線部を有する光センサと、
前記光センサと前記表示領域の間に位置した前記多層構造内に形成された切り欠き部と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記光センサは前記液晶層を封止するシール材よりも前記表示領域に近い位置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】
前記切り欠き部は前記表示領域の外側に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記切り欠き部は前記光センサに開放部を有して形成され、前記開放部が前記表示領域と反対方向に位置していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記切り欠き部は前記光センサ周縁の四辺を囲うように形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記多層構造は、アンダーコート層、ゲート絶縁膜、層間膜及び平坦化樹脂膜からなり、
前記切り欠き部は前記アンダーコート層から層間膜にかけて形成されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記切り欠き部に遮光部材が充填されて形成される遮光部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記切り欠き部は、前記光センサの周縁に形成され、前記光センサの配線部に重なった領域のみ開放されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記切り欠き部は前記光センサの周縁に形成され、
前記遮光部は、前記アンダーコート層から前記層間膜にかけては前記光センサ周縁の四辺を囲うよう形成され、前記層間膜から前記平坦化樹脂膜にかけては前記光センサの前記配線部に重なった領域のみ開放されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記遮光部は、前記光センサの配線部、または前記画素電極と電気的に接続される薄膜トランジスタ用の配線部と同一材料で形成されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項１】
ガラス基板上に屈折率の異なる複数の材料から形成される多層構造を有するアレイ基板と、
前記アレイ基板と液晶層を介して対向に配置された対向基板と、
前記アレイ基板上にマトリクス状に配置された画素電極からなる表示領域に光を照射するバックライトユニットと、
前記アレイ基板上に形成され、出力用の配線部を有する光センサと、
前記光センサと前記表示領域の間に位置した前記多層構造内に形成された切り欠き部と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記光センサは前記液晶層を封止するシール材よりも前記表示領域に近い位置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】
前記切り欠き部は前記表示領域の外側に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記切り欠き部は前記光センサに開放部を有して形成され、前記開放部が前記表示領域と反対方向に位置していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記切り欠き部は前記光センサ周縁の四辺を囲うように形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記多層構造は、アンダーコート層、ゲート絶縁膜、層間膜及び平坦化樹脂膜からなり、
前記切り欠き部は前記アンダーコート層から層間膜にかけて形成されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記切り欠き部に遮光部材が充填されて形成される遮光部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記切り欠き部は、前記光センサの周縁に形成され、前記光センサの配線部に重なった領域のみ開放されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記切り欠き部は前記光センサの周縁に形成され、
前記遮光部は、前記アンダーコート層から前記層間膜にかけては前記光センサ周縁の四辺を囲うよう形成され、前記層間膜から前記平坦化樹脂膜にかけては前記光センサの前記配線部に重なった領域のみ開放されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記遮光部は、前記光センサの配線部、または前記画素電極と電気的に接続される薄膜トランジスタ用の配線部と同一材料で形成されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【公開番号】特開２００９−１４５５９５（Ｐ２００９−１４５５９５Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２２４４０（Ｐ２００７−３２２４４０）
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１３日（２００７．１２．１３）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]