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JP2009237286A - Liquid crystal display element and liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display element and liquid crystal display Download PDF

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JP2009237286A
JP2009237286A JP2008083446A JP2008083446A JP2009237286A JP 2009237286 A JP2009237286 A JP 2009237286A JP 2008083446 A JP2008083446 A JP 2008083446A JP 2008083446 A JP2008083446 A JP 2008083446A JP 2009237286 A JP2009237286 A JP 2009237286A
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JP
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liquid crystal
light receiving
crystal display
film
light
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Withdrawn
Application number
JP2008083446A
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Hiroshi Aichi
広西 相地
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element, capable of taking in an image with a high SN ratio in an output signal, by improving the light reception efficiency in a light-receiving element, and to provide a liquid crystal display that uses the liquid crystal display element. <P>SOLUTION: The liquid crystal display element includes a liquid crystal layer 4, held in between a front substrate 2 and a rear substrate 3 and is provided with a light-receiving element 7 formed on a ground layer 41, provided on the rear substrate 3 and a pixel electrode 27 formed on an insulating layer 6 provided on the light receiving element 7. When the liquid crystal element is plane-viewed from the front substrate 2 side, a reflection film 34 for reflecting an external light 13 which is made incident, while transmitting the front substrate 2 toward a light receiving region 52 is formed at least on a part of the periphery of the light-receiving region 52 of the light-receiving element 7. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、受光素子を画素内に有する液晶表示素子、およびこの液晶表示素子を備えた液晶表示装置に関し、特に、受光素子での受光効率が向上された液晶表示素子および液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display element having a light receiving element in a pixel and a liquid crystal display device including the liquid crystal display element, and more particularly to a liquid crystal display element and a liquid crystal display device in which the light receiving efficiency of the light receiving element is improved.

従来、例えばフォトダイオード等の受光素子を画素内に備えたことにより、ディスプレイに近接した物体の画像を取り込むことが可能な、センサ機能付の液晶表示素子を用いた表示装置が提案されている。このような画像取り込みができるセンサ機能を有する液晶表示素子を用いた表示装置は、タッチパネルの機能を備えた表示装置としての利用や、スキャナ機能を備えた表示装置としての利用が想定されている。   Conventionally, a display device using a liquid crystal display element with a sensor function that can capture an image of an object close to a display by providing a light receiving element such as a photodiode in a pixel has been proposed. Such a display device using a liquid crystal display element having a sensor function capable of capturing an image is assumed to be used as a display device having a touch panel function or a display device having a scanner function.

従来のセンサ機能付き液晶表示素子では、背面基板であるアクティブマトリクス基板において、ゲート配線やソース配線などの配線電極、スイッチング素子としてのTFT(Thin Film Transistor)、画素電極等の周知の構成要素を半導体プロセスによって形成する際に、受光素子であるフォトダイオードと、その信号を検出するための駆動回路素子や配線電極とを画素内に同時に作り込むものである(特許文献1参照)。   In a conventional liquid crystal display element with a sensor function, a well-known component such as a wiring electrode such as a gate wiring or a source wiring, a TFT (Thin Film Transistor) as a switching element, or a pixel electrode is used as a semiconductor in an active matrix substrate which is a back substrate. When forming by a process, a photodiode as a light receiving element, and a drive circuit element and a wiring electrode for detecting the signal are simultaneously formed in a pixel (see Patent Document 1).

また、画素電極の一部をアルミ膜等の外光を反射する金属膜で形成した反射電極とし、画像表示にバックライトからの透過光と外光との両方を用いる、いわゆる半透過型液晶素子において、反射電極の下にフォトダイオードを形成するとともに、フォトダイオードの受光領域と重複する位置の反射電極に開口部を形成したものが提案されている(特許文献2参照)。
特開2006− 79589号公報 特開2006−330578号公報
In addition, a so-called transflective liquid crystal element in which part of the pixel electrode is a reflective electrode formed of a metal film that reflects external light, such as an aluminum film, and both transmitted light from the backlight and external light are used for image display. In Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-260, a photodiode is formed under the reflective electrode, and an opening is formed in the reflective electrode at a position overlapping the light receiving region of the photodiode (see Patent Document 2).
JP 2006-79589 A JP 2006-330578 A

上記した従来のセンサ機能付き液晶表示素子では、受光素子が形成されている部分では液晶表示素子としての画像表示を行うことができない。また、画像表示素子として、一つの画素内に占める画像表示可能な領域の割合をなるべく拡大したいという基本的な要請があり、この要請の制限を受けるために、受光素子の受光領域の面積をあまり大きくすることはできない。さらに、液晶表示素子においては、画像表示のためのTFTなど半導体層の薄膜化が進展しているが、半導体層の薄膜化が進むと、画像表示のための半導体層と同時に形成される受光素子も薄膜化されることとなり、受光素子での光電変換率が低下する。これらの背景から、受光素子での受光感度を向上することが、今後ますます重要な課題となっていくことは明らかである。   In the conventional liquid crystal display element with a sensor function described above, image display as a liquid crystal display element cannot be performed in a portion where the light receiving element is formed. In addition, there is a basic request for an image display element to increase the ratio of an image displayable area in one pixel as much as possible, and in order to be limited by this requirement, the area of the light receiving area of the light receiving element is not much. You can't make it bigger. Furthermore, in liquid crystal display elements, thinning of semiconductor layers such as TFTs for image display has progressed, but as the semiconductor layers become thinner, light receiving elements formed simultaneously with the semiconductor layers for image display As a result, the photoelectric conversion rate in the light receiving element is lowered. From these backgrounds, it is clear that improving the light receiving sensitivity of the light receiving element will become an increasingly important issue in the future.

そこで、本発明は、上記の課題を鑑み、受光素子での受光効率を向上させて、高いS/N比の出力信号が得られる受光素子を備えた液晶表示素子、およびこれを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。   Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a liquid crystal display element having a light receiving element capable of improving the light receiving efficiency of the light receiving element and obtaining an output signal having a high S / N ratio, and a liquid crystal display using the same. An object is to provide an apparatus.

上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示素子は、前面基板と背面基板に挟持された液晶層を有し、前記背面基板上に設けられた下地層の上に設けられた受光素子と、前記受光素子上に設けられた絶縁層の上に設けられた画素電極とを備え、前記前面基板側から平面視したときに、前記受光素子の受光領域の周囲の少なくとも一部に、前記前面基板を透過して入射する外光を前記受光領域に向けて反射する反射膜が形成されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a liquid crystal display element of the present invention has a liquid crystal layer sandwiched between a front substrate and a rear substrate, and a light receiving element provided on a base layer provided on the rear substrate. And a pixel electrode provided on an insulating layer provided on the light receiving element, and when viewed in plan from the front substrate side, at least part of the periphery of the light receiving region of the light receiving element, A reflective film is formed that reflects external light incident through the front substrate toward the light receiving region.

また、本発明にかかる液晶表示装置は、本発明にかかる液晶表示素子と、前記液晶表示素子で画像表示を行うための画像表示制御回路部と、前記受光素子を駆動して受光信号を出力するための検出制御回路部とを備えたことを特徴とする。   The liquid crystal display device according to the present invention outputs the light reception signal by driving the light receiving element, the liquid crystal display element according to the present invention, an image display control circuit unit for displaying an image on the liquid crystal display element. And a detection control circuit unit.

本発明によれば、前面基板を透過して入射する外光を受光素子で効率よく受光することができ、受光素子からの出力信号のS/N比を向上させた液晶表示素子を得ることができる。   According to the present invention, external light incident through the front substrate can be efficiently received by the light receiving element, and a liquid crystal display element having an improved S / N ratio of an output signal from the light receiving element can be obtained. it can.

また、本発明にかかる液晶表示素子を、表示部に用いることで、高いS/N比の出力信号が得られるセンサ機能付きの液晶表示装置を実現することができる。   In addition, by using the liquid crystal display element according to the present invention for the display unit, a liquid crystal display device with a sensor function capable of obtaining an output signal with a high S / N ratio can be realized.

本発明にかかる液晶表示素子は、前面基板と背面基板に挟持された液晶層を有し、前記背面基板上に設けられた下地層の上に設けられた受光素子と、前記受光素子上に設けられた絶縁層の上に設けられた画素電極とを備え、前記前面基板側から平面視したときに、前記受光素子の受光領域の周囲の少なくとも一部に、前記前面基板を透過して入射する外光を前記受光領域に向けて反射する反射膜が形成されている。   A liquid crystal display element according to the present invention has a liquid crystal layer sandwiched between a front substrate and a back substrate, and a light receiving element provided on a base layer provided on the back substrate, and provided on the light receiving element. And a pixel electrode provided on the insulating layer. When viewed in plan from the front substrate side, the light passes through the front substrate and enters at least part of the periphery of the light receiving region of the light receiving element. A reflective film that reflects external light toward the light receiving region is formed.

上記の構成によれば、受光素子の受光領域の周辺の少なくとも一部に形成された反射膜によって、前面基板を透過して入射してきた外光を反射させて、受光領域に入射させることができる。このため、受光素子の近傍に入射しながら受光素子で検出できなかった外光を受光領域で効果的に受光することができ、受光素子の実質的な感度が向上し、受光素子からの出力信号のS/N比を向上することができる。   According to the above configuration, the reflection light formed on at least a part of the periphery of the light receiving region of the light receiving element can reflect the external light that has entered through the front substrate and can enter the light receiving region. . For this reason, outside light that is incident on the vicinity of the light receiving element but cannot be detected by the light receiving element can be effectively received in the light receiving region, the substantial sensitivity of the light receiving element is improved, and the output signal from the light receiving element is improved. The S / N ratio can be improved.

上記構成の液晶表示素子においては、前記反射膜が、前記受光素子と前記受光素子に接続される電極との間に形成された、前記絶縁層を構成する層間絶縁膜に形成された開口部の、側壁である傾斜面に形成されていることが好ましい。このようにすることで、受光素子の受光領域に近い位置に、外光を反射させる反射膜を容易に形成できるので、反射膜で反射した外光が受光領域に確実に入射する。その結果、受光素子の受光効率を効果的に向上させることができる。   In the liquid crystal display element having the above configuration, the reflection film is formed between the light receiving element and an electrode connected to the light receiving element, and an opening formed in an interlayer insulating film constituting the insulating layer. In addition, it is preferably formed on an inclined surface which is a side wall. By doing so, a reflective film that reflects external light can be easily formed at a position close to the light receiving region of the light receiving element, so that the external light reflected by the reflective film reliably enters the light receiving region. As a result, the light receiving efficiency of the light receiving element can be effectively improved.

この場合において、前記反射膜が、前記層間絶縁膜上に形成される前記受光素子に接続される電極と同じ材料の金属膜であることが好ましい。このようにすることで、層間絶縁膜上に形成されるソース電極などと同時に反射膜を形成することができ、反射膜の製造のための特別な工程を設ける必要がなくなる。   In this case, it is preferable that the reflective film is a metal film made of the same material as an electrode connected to the light receiving element formed on the interlayer insulating film. By doing so, the reflective film can be formed simultaneously with the source electrode and the like formed on the interlayer insulating film, and it is not necessary to provide a special process for manufacturing the reflective film.

また、前記反射膜が、前記受光素子および前記受光素子に接続される電極と、前記画素電極との間に形成される前記絶縁層を構成する平坦化膜に形成された開口部の、側壁である傾斜面に形成されていることが好ましい。このようにすることで、一般に比較的厚さが厚い絶縁層として形成される平坦化膜の厚さ方向にわたって反射膜が形成できるので、反射膜の面積が広がり反射膜で反射できる外光の量が増大する。その結果、受光素子の受光感度を効果的に増大させることができる。   In addition, the reflective film is a side wall of an opening formed in the planarizing film that constitutes the insulating layer formed between the light receiving element and the electrode connected to the light receiving element and the pixel electrode. It is preferably formed on a certain inclined surface. In this way, a reflective film can be formed over the thickness direction of a planarizing film that is generally formed as a relatively thick insulating layer, so that the amount of external light that can be reflected by the reflective film increases in the area of the reflective film Will increase. As a result, the light receiving sensitivity of the light receiving element can be effectively increased.

この場合において、前記画素電極の少なくとも一部が、外光を反射する反射電極であり、前記反射膜が、前記反射電極と同じ材料の金属膜であることが好ましい。このようにすることで、反射電極形成時に同時に反射膜を形成することができるので、反射膜の製造のための特別な工程を設ける必要がなくなる。   In this case, it is preferable that at least a part of the pixel electrode is a reflective electrode that reflects external light, and the reflective film is a metal film made of the same material as the reflective electrode. By doing so, the reflective film can be formed simultaneously with the formation of the reflective electrode, so that it is not necessary to provide a special process for manufacturing the reflective film.

さらに、前記前面基板側から平面視したときに、前記背面基板の前記受光領域と重なる位置に凹部が形成されていて、前記反射膜が前記凹部の側壁である傾斜面に形成されていることが好ましい。このようにすることで、受光素子の背面側に回り込んだ外光も反射膜で反射させて、受光素子で受光することができ、受光素子の受光感度を向上させることができる。   Furthermore, when viewed in plan from the front substrate side, a recess is formed at a position overlapping the light receiving region of the back substrate, and the reflective film is formed on an inclined surface that is a side wall of the recess. preferable. In this way, external light that has entered the back side of the light receiving element can also be reflected by the reflective film and received by the light receiving element, and the light receiving sensitivity of the light receiving element can be improved.

また、前記前面基板側から平面視したときに、前記受光素子と重複する位置の前記背面基板と前記下地層との間に、遮光膜が設けられていることが好ましい。このようにすることで、バックライトなどを用いて、液晶表示素子の背面から入射する光を用いて画像を表示する際に、受光素子が、背面から入射するバックライトからの照射光を受光して受光信号のノイズとなることを防止することができる。   Further, it is preferable that a light shielding film is provided between the back substrate and the base layer at a position overlapping with the light receiving element when viewed from the front substrate side. In this way, when an image is displayed using light incident from the back surface of the liquid crystal display element using a backlight or the like, the light receiving element receives irradiation light from the backlight incident from the back surface. Thus, it can be prevented that the received light signal becomes noise.

この場合において、前記遮光膜が前記反射膜を兼ねることが好ましい。このようにすることで、反射膜を形成する工程を別途設ける必要がなくなる。   In this case, it is preferable that the light shielding film also serves as the reflection film. In this way, it is not necessary to provide a separate step for forming the reflective film.

さらに、本発明にかかる液晶表示素子と、前記液晶表示素子で画像表示を行うための画像表示制御回路部と、前記受光素子を駆動して受光信号を出力するための検出制御回路部とを備えることで、受光素子での受光信号のS/N比を高くした液晶表示装置を得ることができる。   Furthermore, the liquid crystal display element according to the present invention, an image display control circuit unit for displaying an image on the liquid crystal display element, and a detection control circuit unit for driving the light receiving element and outputting a light reception signal are provided. Thus, a liquid crystal display device in which the S / N ratio of the light reception signal at the light receiving element is increased can be obtained.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、以下本発明の実施形態の説明では、本発明にかかる液晶表示素子を、画素電極として反射電極と透明電極との両方を有する半透過型の液晶パネルとして実施する場合の構成例を示す。しかし、本発明にかかる液晶表示素子は半透過型の液晶表示素子に限定されず、画素電極として反射電極を有しない透過型の液晶表示素子や、画素電極が全て反射電極である反射型の液晶表示素子にも適用可能である。   In the following description of the embodiments of the present invention, a configuration example in the case where the liquid crystal display element according to the present invention is implemented as a transflective liquid crystal panel having both a reflective electrode and a transparent electrode as pixel electrodes is shown. However, the liquid crystal display element according to the present invention is not limited to a transflective liquid crystal display element, and a transmissive liquid crystal display element having no reflective electrode as a pixel electrode, or a reflective liquid crystal in which all pixel electrodes are reflective electrodes. It can also be applied to a display element.

また、本発明にかかる液晶表示素子として、画像取り込み機能を有することにより、パネル表面に近接する物体の位置を検知して入力操作が行われる、タッチパネル機能付き表示装置に用いる場合の例を示す。しかし、本発明の液晶表示素子の用途としてはこれに限られず、他にも、画像取り込み機能を用いて取り込んだ画像をその場で表示できる、スキャナ機能と画像表示機能とを備えた情報表示端末の表示素子として、さらに、画像表示機能と撮像機能とを具備した双方向通信用表示装置の表示素子としてなどの幅広い利用が想定される。   In addition, an example in which the liquid crystal display element according to the present invention is used for a display device with a touch panel function in which an input operation is performed by detecting the position of an object close to the panel surface by having an image capturing function. However, the use of the liquid crystal display element of the present invention is not limited to this, and an information display terminal having a scanner function and an image display function capable of displaying an image captured using the image capture function on the spot. As the display element, a wide range of uses such as a display element of a bidirectional communication display device having an image display function and an imaging function is assumed.

なお、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明にかかる表示装置は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備えることができる。また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。特に、液晶表示素子の背面基板上に形成される各層の説明を行うために、厚み方向の寸法を拡大して表示している。   In addition, each figure referred below demonstrates the simplified main component required in order to demonstrate this invention among the structural members of embodiment of this invention for convenience of explanation. Therefore, the display apparatus according to the present invention can include arbitrary constituent members that are not shown in each of the referenced drawings. Moreover, the dimension of the member in each figure does not represent the dimension of an actual structural member, the dimension ratio of each member, etc. faithfully. In particular, in order to explain each layer formed on the back substrate of the liquid crystal display element, the dimension in the thickness direction is enlarged and displayed.

[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態にかかる液晶表示素子である、タッチパネル機能を備えた液晶パネル1の概略の構成を示す断面構成図である。図1では、左側が画像表示機能を果たしている状態を示し、右側がタッチパネルとしての機能を果たしている状態を示している。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal panel 1 having a touch panel function, which is a liquid crystal display element according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the left side shows a state where an image display function is achieved, and the right side shows a state where a function as a touch panel is achieved.

図1に示すように、本実施形態にかかる液晶パネル1は、ガラスなどの透明材料からなる前面基板2と背面基板3との2つの基板で液晶層4を挟んで構成されている。前面基板2の内面には、画像表示のためのカラーフィルタ5が形成されている。カラーフィルタ5は、液晶パネル1における画像表示の単位である画素ごとにRGBの三色に塗り分けられている。液晶パネル1では、それぞれの画素における液晶層4の光透過率を制御することで各色の階調を制御してカラー画像を表示する。   As shown in FIG. 1, the liquid crystal panel 1 according to the present embodiment is configured by sandwiching a liquid crystal layer 4 between two substrates, a front substrate 2 and a rear substrate 3 made of a transparent material such as glass. On the inner surface of the front substrate 2, a color filter 5 for image display is formed. The color filter 5 is painted in three colors of RGB for each pixel which is a unit of image display in the liquid crystal panel 1. In the liquid crystal panel 1, the color transmittance is controlled by controlling the light transmittance of the liquid crystal layer 4 in each pixel to display a color image.

背面基板3の内面には、遮光膜8が形成されていて、その上に図示しない下地層を介して受光素子であるフォトダイオード7が形成されている。遮光膜8は、後述するバックライト9からの照射光10がフォトダイオード7に直接入射しないように、これを遮るためのものである。なお、背面基板3には、それぞれの画素に対応する位置に、液晶層4に所定の電界を印加するためのスイッチング素子であるTFTが設けられ、また、このTFTに所定の電圧を印加するためのゲート配線やソース配線などの配線電極が形成されているが、図1では図示を省略している。   A light shielding film 8 is formed on the inner surface of the back substrate 3, and a photodiode 7, which is a light receiving element, is formed thereon via a base layer (not shown). The light-shielding film 8 is for shielding the irradiation light 10 from the backlight 9 described later so as not to directly enter the photodiode 7. The back substrate 3 is provided with a TFT as a switching element for applying a predetermined electric field to the liquid crystal layer 4 at a position corresponding to each pixel, and for applying a predetermined voltage to the TFT. The wiring electrodes such as the gate wiring and the source wiring are formed, but are not shown in FIG.

フォトダイオード7やTFT、各配線電極の上には、絶縁層6が形成されている。この絶縁層6は、図1では便宜上1つの層として示しているが、実際には、層間絶縁膜や平坦化膜などの複数の絶縁性の膜により構成されている。層間絶縁膜は、フォトダイオード7やTFTなどの回路素子とソース配線などの電極線との間の絶縁を確保するための絶縁膜である。また、平坦化膜は、フォトダイオードなどの回路素子を、図示しない配向膜を形成する際のラビング工程から保護するための保護膜としての機能や、回路素子や電極配線が形成されているために生じている微細な凹凸を吸収して、液晶層4に面する部分までの背面基板3からの高さを均一にする役割を有している。この平坦化膜は、パッシベーション膜と呼ばれることもある。なお、これらの回路素子や電極配線、さらに、各絶縁膜の詳細な構成については、後に詳述する。   An insulating layer 6 is formed on the photodiode 7, the TFT, and each wiring electrode. Although this insulating layer 6 is shown as one layer in FIG. 1 for convenience, it is actually composed of a plurality of insulating films such as an interlayer insulating film and a planarizing film. The interlayer insulating film is an insulating film for ensuring insulation between circuit elements such as the photodiodes 7 and TFTs and electrode lines such as source wiring. In addition, the planarization film functions as a protective film for protecting circuit elements such as photodiodes from a rubbing process when forming an alignment film (not shown), and because circuit elements and electrode wirings are formed. It has the role of absorbing the generated fine irregularities and making the height from the back substrate 3 up to the portion facing the liquid crystal layer 4 uniform. This planarization film is sometimes called a passivation film. Note that these circuit elements, electrode wirings, and the detailed configuration of each insulating film will be described in detail later.

また、絶縁層6の上には、それぞれの画素に対応した液晶層4の部分に所定の電圧を印加するための画素電極として、バックライト9からの照射光10を用いて画像を表示する透過領域に形成されるITO膜などの透明電極や、外光を反射して画像表示に寄与させる反射領域に形成されるアルミ膜などの反射電極が形成されているが、図1では、図示を省略する。   Further, on the insulating layer 6, as a pixel electrode for applying a predetermined voltage to the portion of the liquid crystal layer 4 corresponding to each pixel, transmission is performed for displaying an image using the irradiation light 10 from the backlight 9. A transparent electrode such as an ITO film formed in the region and a reflective electrode such as an aluminum film formed in the reflective region that reflects external light and contributes to image display are formed, but are not shown in FIG. To do.

液晶パネル1の背面には、液晶パネル1の液晶層4を透過して画像表示を行うための照射光10を射出する、面状光源であるバックライト9が配置されている。バックライト9は、光源としての冷陰極蛍光管やLEDなどの光を、光学シートや導光板などを用いて面状に均一な色合いと輝度で照射できるようにしたものである。   On the back surface of the liquid crystal panel 1, a backlight 9, which is a planar light source, is disposed that emits irradiation light 10 for transmitting images through the liquid crystal layer 4 of the liquid crystal panel 1. The backlight 9 can irradiate light such as a cold cathode fluorescent tube or an LED as a light source with a uniform color and luminance in a planar shape using an optical sheet or a light guide plate.

図1の左側に示したように、本実施の形態にかかる液晶パネル1で画像表示を行う場合は、バックライト9からの照射光10が液晶パネル1の中を透過し、前面基板2と背面基板3の外側に設けられた図示しない一対の偏光板と液晶層4における偏光作用によって、画像表示の単位である画素毎に所定の階調が与えられ、カラーフィルタ5を通って監視者11がこれを画像として視ることとなる。   As shown on the left side of FIG. 1, when an image is displayed on the liquid crystal panel 1 according to the present embodiment, the irradiation light 10 from the backlight 9 is transmitted through the liquid crystal panel 1, and the front substrate 2 and the back surface are displayed. A predetermined gradation is given to each pixel, which is a unit of image display, by a polarizing action in a pair of polarizing plates (not shown) provided on the outside of the substrate 3 and the liquid crystal layer 4. This is viewed as an image.

また、図1の右側に示したタッチパネルとして機能する場合には、バックライト9から照射され、液晶パネル1を透過した後、前面パネル2外側の指示者の指12に当たって反射した反射光を、フォトダイオード7で検出することで指12の位置を検出する。なお、フォトダイオード7では、上記したバックライト9から照射された照射光10の反射光のみならず、外部から液晶パネル1内に入射する外光が指示者の指12で遮られる場合の輝度変化も検出できるため、指示者の指12の位置の検出にこれら両方の光の変化を利用することができる。   In the case of functioning as the touch panel shown on the right side of FIG. 1, the reflected light that is irradiated from the backlight 9, passes through the liquid crystal panel 1, and then strikes the finger 12 of the instructor outside the front panel 2 is reflected in the photo The position of the finger 12 is detected by detecting with the diode 7. In the photodiode 7, not only the reflected light of the irradiation light 10 emitted from the backlight 9 described above but also the luminance change when the external light incident on the liquid crystal panel 1 from the outside is blocked by the finger 12 of the instructor. Therefore, both of these changes in light can be used for detecting the position of the finger 12 of the instructor.

次に、本実施形態にかかるタッチパネル機能を有する液晶パネル1の背面基板上の構成を説明する。図2は、本実施形態にかかる液晶パネル1の背面基板3の内面側、すなわち液晶層に面している側について、前面基板側から平面視した状態を示す図である。   Next, the configuration on the back substrate of the liquid crystal panel 1 having a touch panel function according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram showing a state in which the inner surface side of the rear substrate 3 of the liquid crystal panel 1 according to the present embodiment, that is, the side facing the liquid crystal layer is viewed from the front substrate side.

図2において二点鎖線21で示す領域が、一つの画素に相当する部分である。したがって図2では、ちょうどカラー画像表示の場合にはRGBに相当する三つの画素分とその周辺の構成が示されていることになる。行方向(横方向)に並ぶ画素21の配列に対応して、ゲート配線22、共通配線23,受光素子駆動線24,受光データ出力線25の4つの配線電極が、画素21の行方向に形成されている。このうち、ゲート配線22と共通配線23が画像表示の機能に関連する配線であり、受光素子駆動線24と受光データ出力線25とが、受光素子を用いたタッチパネルとしてのセンサ機能に関連する配線である。また、列方向(縦方向)に並ぶ画素21の配列に対応して、それぞれの画素21の間にはソース配線26が形成されている。   In FIG. 2, a region indicated by a two-dot chain line 21 is a portion corresponding to one pixel. Therefore, in FIG. 2, in the case of a color image display, three pixels corresponding to RGB and the surrounding configuration are shown. Corresponding to the arrangement of the pixels 21 arranged in the row direction (lateral direction), four wiring electrodes of the gate wiring 22, the common wiring 23, the light receiving element drive line 24, and the light reception data output line 25 are formed in the row direction of the pixel 21. Has been. Among these, the gate wiring 22 and the common wiring 23 are wiring related to the image display function, and the light receiving element driving line 24 and the light receiving data output line 25 are wiring related to the sensor function as a touch panel using the light receiving element. It is. A source wiring 26 is formed between the pixels 21 corresponding to the arrangement of the pixels 21 arranged in the column direction (vertical direction).

画素21部分に対応して、液晶層に電圧を印加するための画素電極27が、図示しない絶縁層を介して形成されている。本実施の形態にかかる液晶パネル1において、画素電極27は、ITOなどの透明導電膜からなる透明電極28に、アルミなどの反射率の高い金属からなる反射電極29が部分的に積層されて形成されている。画素電極27のうち、透明電極28のみが形成されている部分は、図示しないバックライトからの透過光により画像表示を行う透過領域となる。   Corresponding to the pixel 21 portion, a pixel electrode 27 for applying a voltage to the liquid crystal layer is formed via an insulating layer (not shown). In the liquid crystal panel 1 according to the present embodiment, the pixel electrode 27 is formed by partially laminating a reflective electrode 29 made of a highly reflective metal such as aluminum on a transparent electrode 28 made of a transparent conductive film such as ITO. Has been. A portion of the pixel electrode 27 where only the transparent electrode 28 is formed becomes a transmissive region for displaying an image by transmitted light from a backlight (not shown).

それぞれの画素21に対応して、図示しない液晶層で所定の階調表示を行うための電圧を画素電極27に印加するスイッチング素子であるTFT30が形成されている。TFT30のゲート電極はゲート配線22に、ソース電極はソース配線26にそれぞれ接続されている。なお、TFT30の駆動を安定させるための補助容量部31が、共通配線23と重なるように形成されている。   Corresponding to each pixel 21, a TFT 30, which is a switching element that applies a voltage for performing a predetermined gradation display on a liquid crystal layer (not shown) to the pixel electrode 27 is formed. The gate electrode of the TFT 30 is connected to the gate wiring 22, and the source electrode is connected to the source wiring 26. Note that an auxiliary capacitance portion 31 for stabilizing the driving of the TFT 30 is formed so as to overlap the common wiring 23.

TFT30と補助容量部31が形成されている部分、すなわち、ゲート配線22と共通配線23との間の部分には、上記した画素電極27としての反射電極29が、透明電極28に積層されて形成されている。本実施形態にかかる液晶パネル1は、反射電極29によって図示しない前面パネルを透過して入射した外光を反射し、この反射光を画像表示に用いることができるので、バックライト消灯時でも画像表示が可能であり、また、外光が十分に得られる環境下では、バックライトへの入力電力を下げることができる。このため、特に、モバイル機器に用いられる画像表示素子として好適である。   In the portion where the TFT 30 and the auxiliary capacitance portion 31 are formed, that is, the portion between the gate wiring 22 and the common wiring 23, the reflective electrode 29 as the pixel electrode 27 is formed by being laminated on the transparent electrode 28. Has been. The liquid crystal panel 1 according to the present embodiment reflects external light that is transmitted through a front panel (not shown) by the reflective electrode 29 and can use this reflected light for image display. Therefore, even when the backlight is turned off, the image display is performed. In an environment where sufficient external light can be obtained, the input power to the backlight can be reduced. Therefore, it is particularly suitable as an image display element used for mobile devices.

タッチパネルとしてのセンサ機能部分には、図2に示す3つの画素に対して一つの割合で受光素子が配置されている。受光素子であるフォトダイオード7は、その背面側に形成された遮光膜8に重なるように形成されていて、その一端が受光素子駆動線24に接続されている。フォトダイオード7の他端部は電荷を蓄えるキャパシタ部32を経て、フォトダイオード7を駆動する駆動トランジスタ部33に接続されている。   In the sensor function portion as the touch panel, one light receiving element is arranged for each of the three pixels shown in FIG. The photodiode 7 which is a light receiving element is formed so as to overlap the light shielding film 8 formed on the back side thereof, and one end thereof is connected to the light receiving element drive line 24. The other end of the photodiode 7 is connected to a drive transistor unit 33 that drives the photodiode 7 through a capacitor unit 32 that stores electric charges.

そして、本実施形態にかかる液晶パネル1では、背面基板3を図示しない前面基板側から平面視したときに、受光素子であるフォトダイオード7の受光領域52の周囲には、受光領域52を取り囲むように、第2の絶縁膜の開口部の側壁に反射膜34が形成されている。   In the liquid crystal panel 1 according to the present embodiment, when the rear substrate 3 is viewed from the front substrate side (not shown), the light receiving region 52 is surrounded around the light receiving region 52 of the photodiode 7 that is a light receiving element. In addition, a reflective film 34 is formed on the side wall of the opening of the second insulating film.

次に、本実施形態にかかる液晶パネルの背面基板3上に形成される回路素子や各層の断面構造について、図3を用いて説明する。なお、以下の説明における各層の膜厚や構成する材料については、あくまで例示であり、本発明の適用上の制限となるものではない。   Next, the circuit elements formed on the back substrate 3 of the liquid crystal panel according to the present embodiment and the cross-sectional structure of each layer will be described with reference to FIG. In addition, about the film thickness of each layer in the following description, and the material to comprise, it is an illustration to the last and does not become a restriction | limiting on application of this invention.

図3は、本実施形態にかかる液晶パネルにおいて、受光素子であるフォトダイオード7が形成されている部分の断面構造を示している。図2においては、一点鎖線Aで示した領域に相当する部分である。   FIG. 3 shows a cross-sectional structure of a portion where the photodiode 7 as a light receiving element is formed in the liquid crystal panel according to the present embodiment. In FIG. 2, this is a portion corresponding to the region indicated by the alternate long and short dash line A.

図3に示すように、ガラス等の透明材料基板からなる背面基板3の内面に、モリブデンなどの金属からなる厚さ約100nmの遮光膜8が形成されている。この遮光膜8は、スパッタ法によって堆積形成された金属膜をフォトグラフィー法などによってパターニングして、後にフォトダイオード7が形成される部分に形成される。なお、この遮光膜8は、バックライトから照射された光がフォトダイオード7に入射して、フォトダイオード7が常に励起状態となることを防止するための遮光機能を果たすものである。   As shown in FIG. 3, a light shielding film 8 made of a metal such as molybdenum and having a thickness of about 100 nm is formed on the inner surface of a back substrate 3 made of a transparent material substrate such as glass. The light shielding film 8 is formed in a portion where the photodiode 7 is formed later by patterning a metal film deposited by sputtering using a photolithography method or the like. The light shielding film 8 performs a light shielding function for preventing light emitted from the backlight from being incident on the photodiode 7 so that the photodiode 7 is always in an excited state.

パターンニングされた遮光膜8を含めた背面基板3の少なくとも画像表示を行う部分の全面に、厚さ100nmの窒化シリコン膜と厚さ100nmの二酸化シリコン膜とからなる下地膜であるベースコート41が形成されている。このベースコート41は、プラズマCVD法によってシリコン膜を堆積させることで形成できる。   A base coat 41, which is a base film composed of a silicon nitride film having a thickness of 100 nm and a silicon dioxide film having a thickness of 100 nm, is formed on at least the entire surface of the back substrate 3 including the patterned light shielding film 8 where image display is performed. Has been. The base coat 41 can be formed by depositing a silicon film by a plasma CVD method.

ベースコート41の上部には、遮光膜8と重なる部分にフォトダイオード7となる半導体層が形成されている。また、遮光膜8と重ならない所定の部分に、TFT30となる半導体層が形成されている。この半導体層は、50nmの厚さにアモルファスシリコンを堆積させたのち、レーザーアニール等によってポリシリコン化した後、パターニングを行うなどして形成される。   A semiconductor layer to be the photodiode 7 is formed on the base coat 41 in a portion overlapping the light shielding film 8. In addition, a semiconductor layer to be the TFT 30 is formed in a predetermined portion that does not overlap with the light shielding film 8. This semiconductor layer is formed by depositing amorphous silicon to a thickness of 50 nm, forming polysilicon by laser annealing or the like, and then patterning.

フォトダイオード7は、受光領域である中央部の真性半導体または微量不純物を導入された領域である真性半導体領域(I層)52を挟んで、p型半導体領域(P層)51と、n型半導体領域(N層)53から形成されている。一方TFT30での半導体層は、中央のチャネル領域63を挟んで、両側にそれぞれ低濃度ドレイン領域62とその外側の高濃度ドレイン領域61,低濃度ソース領域64とその外側の高濃度ソース領域65となっている。   The photodiode 7 includes a p-type semiconductor region (P layer) 51 and an n-type semiconductor sandwiching an intrinsic semiconductor region (I layer) 52 which is a central region intrinsic semiconductor or a region into which a small amount of impurities are introduced. The region (N layer) 53 is formed. On the other hand, the semiconductor layer in the TFT 30 has a lightly doped drain region 62, a heavily doped drain region 61 on the outside, a lightly doped source region 64, and a heavily doped source region 65 on the outside, on both sides of the central channel region 63. It has become.

これらフォトダイオード7とTFT30の上には、厚さ100nmの二酸化シリコン膜からなるゲート絶縁膜42が形成されている。そして、TFT30が形成される領域では、ゲート絶縁膜42の上にゲート電極66が形成されている。   A gate insulating film 42 made of a silicon dioxide film having a thickness of 100 nm is formed on the photodiode 7 and the TFT 30. A gate electrode 66 is formed on the gate insulating film 42 in the region where the TFT 30 is formed.

これらのゲート絶縁膜42およびゲート電極66の上に、厚さ300nmの窒化シリコン膜と厚さ500nmの二酸化シリコン膜とが積層された、層間絶縁膜43が形成されている。層間絶縁膜43に形成されたコンタクトホールを介して、フォトダイオード7形成部分では、アノード電極54とカソード電極55とが形成される。また、TFT30部分では、ドレイン電極67とソース電極68とが形成される。   On the gate insulating film 42 and the gate electrode 66, an interlayer insulating film 43 is formed in which a silicon nitride film having a thickness of 300 nm and a silicon dioxide film having a thickness of 500 nm are stacked. Through the contact hole formed in the interlayer insulating film 43, the anode electrode 54 and the cathode electrode 55 are formed in the portion where the photodiode 7 is formed. In the TFT 30 portion, a drain electrode 67 and a source electrode 68 are formed.

層間絶縁膜43のフォトダイオード7の受光領域52に重なる部分には、例えば異方性エッチング処理などによって層間絶縁膜43が除去されて、開口部56が形成されている。そして、この開口部56の側壁部は、図3に示すように上側が広く下側が狭い傾斜面57となっていて、その傾斜面57上に金属膜からなる反射膜34が形成されている。なお、この反射膜34は、上記したフォトダイオード7のアノード電極54およびカソード電極55と同じ材料で形成することで、反射膜34の製造工程を別途設ける必要がなくなるため、製造コストを下げる上で好適である。   In the portion of the interlayer insulating film 43 that overlaps the light receiving region 52 of the photodiode 7, the interlayer insulating film 43 is removed by, for example, anisotropic etching, and an opening 56 is formed. As shown in FIG. 3, the side wall of the opening 56 has an inclined surface 57 that is wide on the upper side and narrow on the lower side, and a reflective film 34 made of a metal film is formed on the inclined surface 57. The reflective film 34 is formed of the same material as the anode electrode 54 and the cathode electrode 55 of the photodiode 7 described above, so that it is not necessary to provide a separate manufacturing process for the reflective film 34. Is preferred.

層間絶縁膜43およびその開口部56,層間絶縁膜43上に形成された各種電極のさらに上部には、厚さ2.5μmの光硬化性樹脂で形成された平坦化膜44が形成されている。   On the interlayer insulating film 43, its opening 56, and various electrodes formed on the interlayer insulating film 43, a planarizing film 44 made of a photocurable resin having a thickness of 2.5 μm is formed. .

平坦化膜44の上には、厚さ100nmのITO膜がパターニングされた透明電極28と、TFT30の形成部分では、この透明電極28に積層して厚さ100nmのアルミニウム膜からなる反射電極29が形成されている。透明電極28と反射電極29とが、画素電極27を構成する。また、反射電極29と透明電極28は、層間絶縁膜44のコンタクトホール内に形成されたコンタクト69を介してTFT30のドレイン電極68と接続されている。   On the planarizing film 44, a transparent electrode 28 patterned with an ITO film having a thickness of 100 nm, and a reflective electrode 29 made of an aluminum film having a thickness of 100 nm laminated on the transparent electrode 28 in a portion where the TFT 30 is formed. Is formed. The transparent electrode 28 and the reflective electrode 29 constitute a pixel electrode 27. The reflective electrode 29 and the transparent electrode 28 are connected to the drain electrode 68 of the TFT 30 through a contact 69 formed in the contact hole of the interlayer insulating film 44.

なお、画素電極のさらに上部には、配向膜を介して液晶層が形成されるが、図3での図示と詳細な説明を省略する。   Note that a liquid crystal layer is formed further above the pixel electrode through an alignment film, but the illustration and detailed description in FIG. 3 are omitted.

本実施形態にかかる液晶パネル1では、図3に示すように、フォトダイオード7の受光領域52上の部分で、層間絶縁膜43を除去して開口部56を形成している。そして、この開口部56の側壁を上側が広く、下側が狭い傾斜面57とすることで、傾斜面57に形成された反射膜34によって、図示しない前面基板を透過して入射してきた外光13を反射し、フォトダイオード7の受光領域52に入射させることができる。このようにすることで、フォトダイオード7の受光領域52に入射する外光13を増やすことができ、フォトダイオード7の受光感度を実質的に向上させることができる。   In the liquid crystal panel 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, the opening 56 is formed by removing the interlayer insulating film 43 at a portion on the light receiving region 52 of the photodiode 7. Then, by setting the side wall of the opening 56 to an inclined surface 57 having a wide upper side and a narrow lower side, the external light 13 that has been transmitted through a front substrate (not shown) and incident by the reflective film 34 formed on the inclined surface 57. Can be reflected and incident on the light receiving region 52 of the photodiode 7. By doing in this way, the external light 13 which injects into the light reception area | region 52 of the photodiode 7 can be increased, and the light reception sensitivity of the photodiode 7 can be improved substantially.

なお、層間絶縁膜43の開口部56における側壁の傾斜角αは、開口部56の大きさと層間絶縁膜43の厚さとの関係などを考慮して適宜決められるものであるが、45度以上であることが好ましく、60〜70度程度が最も受光効率を高くすることができる。また、図3では、層間絶縁膜43の開口部56で、層間絶縁膜43を完全に除去した状態を示したが、開口部56の底部のフォトダイオード7上の部分に層間絶縁膜43が少しの厚さ分残っていてもかまわない。   The inclination angle α of the side wall in the opening 56 of the interlayer insulating film 43 is appropriately determined in consideration of the relationship between the size of the opening 56 and the thickness of the interlayer insulating film 43, etc., but is 45 degrees or more. It is preferable that the light receiving efficiency can be maximized at about 60 to 70 degrees. 3 shows a state in which the interlayer insulating film 43 is completely removed at the opening 56 of the interlayer insulating film 43, but the interlayer insulating film 43 is slightly formed on the photodiode 7 at the bottom of the opening 56. You can leave as much as the thickness.

[第2の実施形態]
次に、本発明の液晶表示素子の第2の実施形態として、上記した第1の実施形態で説明したものとは異なる部位に反射膜を形成した例を説明する。なお、第1の実施形態と第2の実施形態とでは、反射膜の形成部位と画素電極の構造が異なるが、他の部分の構成は共通するため、両者で構成が異なる部分を中心に説明し、構成が共通する部分の説明は適宜省略する。
[Second Embodiment]
Next, as a second embodiment of the liquid crystal display element of the present invention, an example in which a reflective film is formed at a site different from that described in the first embodiment will be described. In the first embodiment and the second embodiment, the reflective film formation site and the pixel electrode structure are different, but the configuration of the other parts is the same, so the description will focus on the parts that are different in the configuration. The description of the parts having the same configuration is omitted as appropriate.

図4は、本発明の第2の実施形態にかかる液晶パネル1の背面基板3の内面側について、前面基板側から平面視した状態を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a state in plan view from the front substrate side of the inner surface side of the rear substrate 3 of the liquid crystal panel 1 according to the second embodiment of the present invention.

図4においても、図2と同じく、二点鎖線21で示す領域が一つの画素に相当する。図4に示す第2の実施形態では、それぞれの画素21において、受光素子駆動線24と受光データ出力線25とで挟まれる、受光素子を用いたタッチパネルとしてのセンサ機能に関連する部分の透明電極28上にもアルミ膜からなる第2の反射電極29bが積層されている点が、図2に示した第1の実施形態と異なっている。   Also in FIG. 4, as in FIG. 2, a region indicated by a two-dot chain line 21 corresponds to one pixel. In the second embodiment shown in FIG. 4, in each pixel 21, a transparent electrode of a portion related to a sensor function as a touch panel using a light receiving element, sandwiched between a light receiving element driving line 24 and a light receiving data output line 25. 2 is different from the first embodiment shown in FIG. 2 in that a second reflective electrode 29b made of an aluminum film is also laminated on the layer 28.

画像取り込み機能を果たすセンサ機能部分を透過領域として、バックライトからの照射光を利用して画像表示を行う場合、センサ機能部分に形成されている遮光膜8や、フォトダイオード7を駆動するためのキャパシタ部32などの回路部品の形成部分で、バックライトからの照射光が遮られてしまう。このため、このセンサ機能部分を、透過領域として画像表示を行おうとすると、その開口率の低下が避けられない。ところが、本実施形態の場合のように、第2の反射電極29bを設けることで、受光素子であるフォトダイオードの受光領域形成部分を除くセンサ機能部分を、反射領域として画像表示に積極的に寄与させることができる。したがって、センサ機能部分の全体で実質的な画像表示ができなくなるという課題を解決し、画素21に占める画像表示が可能な領域の割合を向上させることができる。   When an image display is performed using light emitted from a backlight with a sensor function part that performs an image capturing function as a transmission region, the light shielding film 8 and the photodiode 7 formed in the sensor function part are driven. Irradiated light from the backlight is blocked at a part where circuit components such as the capacitor part 32 are formed. For this reason, if this sensor function portion is used to display an image as a transmission region, a decrease in the aperture ratio is inevitable. However, as in the case of the present embodiment, by providing the second reflective electrode 29b, the sensor function part excluding the light receiving area forming part of the photodiode as the light receiving element is actively contributed to the image display as the reflective area. Can be made. Therefore, it is possible to solve the problem that substantial image display cannot be performed with the entire sensor function portion, and to improve the ratio of the area in the pixel 21 where image display is possible.

また、第2の実施形態にかかる液晶パネルでは、背面基板3を図示しない前面基板側から平面視したときに、受光素子であるフォトダイオード7の受光領域52の周囲には、受光領域52を取り囲むように、平坦化膜の開口部の側壁に反射膜35が形成されている。   In the liquid crystal panel according to the second embodiment, when the rear substrate 3 is viewed from the front substrate side (not shown), the light receiving region 52 is surrounded around the light receiving region 52 of the photodiode 7 that is a light receiving element. As described above, the reflective film 35 is formed on the side wall of the opening of the planarizing film.

図5は、第2の実施形態にかかる液晶パネルにおいて、受光素子であるフォトダイオード7が形成されている部分の断面構造を示している。すなわち、上記第1の実施形態の説明における図3に相当する図であり、図4における、一点鎖線Bで示した領域を示している。   FIG. 5 shows a cross-sectional structure of a portion where a photodiode 7 as a light receiving element is formed in the liquid crystal panel according to the second embodiment. That is, it is a view corresponding to FIG. 3 in the description of the first embodiment, and shows a region indicated by a one-dot chain line B in FIG.

図5に示す第2の実施形態にかかる液晶パネルでも、背面基板3の上に遮光膜8が形成され、遮光膜8の上に下地層であるベースコート41が形成され、さらに、その上に、受光素子であるフォトダイオード7となる半導体層と、TFT30となる半導体層、さらに、ゲート絶縁膜42、ゲート電極56が順次形成されている。   Also in the liquid crystal panel according to the second embodiment shown in FIG. 5, the light shielding film 8 is formed on the back substrate 3, the base coat 41 as the underlayer is formed on the light shielding film 8, and further, A semiconductor layer that becomes the photodiode 7 as a light receiving element, a semiconductor layer that becomes the TFT 30, a gate insulating film 42, and a gate electrode 56 are sequentially formed.

第2の実施形態にかかる液晶パネルでは、第2の絶縁膜である層間絶縁膜43のフォトダイオード7の受光領域52に重なる部分には、開口部は形成されていない。そのかわり、層間絶縁膜43と層間絶縁膜43上に形成された各種電極のさらに上部に形成された、平坦化膜44に開口部57が形成されている。開口部57の側壁部は、上側が広く下側が狭い傾斜面58となっていて、その傾斜面58上に金属膜からなる反射膜35が形成されている。   In the liquid crystal panel according to the second embodiment, no opening is formed in the portion of the interlayer insulating film 43 that is the second insulating film that overlaps the light receiving region 52 of the photodiode 7. Instead, an opening 57 is formed in the planarization film 44 formed further above the interlayer insulating film 43 and various electrodes formed on the interlayer insulating film 43. The side wall of the opening 57 has an inclined surface 58 that is wide on the upper side and narrow on the lower side, and a reflective film 35 made of a metal film is formed on the inclined surface 58.

反射膜35は、後述する反射電極29および第2の反射電極29bと同じ材料で形成することで、反射膜35の製造のための工程を新たに設ける必要がなくなる。   By forming the reflective film 35 with the same material as the reflective electrode 29 and the second reflective electrode 29b described later, it is not necessary to newly provide a process for manufacturing the reflective film 35.

平坦化膜44の上には、ITO膜からなる透明電極28が形成され、TFT30の形成部分では、透明電極28に積層されたアルミニウム膜からなる反射電極29が、また、フォトダイオード7の形成部分では、同じくアルミニウム膜からなる第2の反射電極29bが形成されている。反射電極29と透明電極28は、層間絶縁膜44のコンタクトホール内に形成されたコンタクト69を介してTFT30のドレイン電極68と接続されている。また、第2の反射電極29bは、透明電極28を介してドレイン電極68と接続されている。なお、本実施形態では、平坦化膜44に形成された開口部57の部分には画素電極27は形成されない。   A transparent electrode 28 made of an ITO film is formed on the flattening film 44, and a reflective electrode 29 made of an aluminum film laminated on the transparent electrode 28 is formed in a portion where the TFT 30 is formed, and a portion where the photodiode 7 is formed Then, the second reflective electrode 29b, which is also made of an aluminum film, is formed. The reflective electrode 29 and the transparent electrode 28 are connected to the drain electrode 68 of the TFT 30 through a contact 69 formed in the contact hole of the interlayer insulating film 44. The second reflective electrode 29 b is connected to the drain electrode 68 through the transparent electrode 28. In the present embodiment, the pixel electrode 27 is not formed in the portion of the opening 57 formed in the planarizing film 44.

また、図5においても、配向膜と液晶層との図示と詳細な説明は省略する。   Also in FIG. 5, illustration and detailed description of the alignment film and the liquid crystal layer are omitted.

本実施形態にかかる液晶パネル1では、図5に示すように、フォトダイオード7の受光領域52上の部分で、平坦化膜44に開口部57を形成している。そして、この開口部57の側壁を上側が広く、下側が狭い傾斜面58とすることで、傾斜面58に形成された反射膜35によって、図示しない前面基板を透過して入射してきた外光13を反射し、フォトダイオード7の受光領域52に入射させることができる。このようにすることで、フォトダイオード7の受光領域52に入射する外光13を増やすことができ、フォトダイオード7の受光感度を実質的に向上させることができる。   In the liquid crystal panel 1 according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, an opening 57 is formed in the planarizing film 44 at a portion on the light receiving region 52 of the photodiode 7. Then, by making the side wall of the opening 57 the inclined surface 58 having a wide upper side and a narrow lower side, the external light 13 that has entered the front substrate (not shown) is incident by the reflective film 35 formed on the inclined surface 58. Can be reflected and incident on the light receiving region 52 of the photodiode 7. By doing in this way, the external light 13 which injects into the light reception area | region 52 of the photodiode 7 can be increased, and the light reception sensitivity of the photodiode 7 can be improved substantially.

一般に、層間絶縁膜43よりも平坦化膜44の膜厚が厚いことから、第1の実施形態の場合と比較して第2の実施形態では、フォトダイオード7の受光領域52に外光13を反射する反射膜35の面積を拡大することができる。このため、より多くの外光13を受光領域52に反射することができる。   In general, since the planarization film 44 is thicker than the interlayer insulating film 43, in the second embodiment, the external light 13 is applied to the light receiving region 52 of the photodiode 7 as compared with the first embodiment. The area of the reflective film 35 to be reflected can be enlarged. For this reason, more external light 13 can be reflected to the light receiving region 52.

なお、平坦化膜44の開口部57の側壁の傾斜角βも、開口部57の大きさと平坦化膜44の厚さとの関係などを考慮して適宜決められるものである。図3に示した、層間絶縁膜43の開口部56の側壁の傾斜角αと同じく、45度以上であることが好ましく、60〜70度程度が最も効率がよい。また、図5においても、平坦化膜44の開口部57で、平坦化膜44を完全に除去した状態を示したが、開口部57の底部部分で、平坦化膜44が少し残っていてもかまわない点は、上記第1の実施形態と同じである。   Note that the inclination angle β of the side wall of the opening 57 of the planarizing film 44 is also appropriately determined in consideration of the relationship between the size of the opening 57 and the thickness of the planarizing film 44. Similar to the inclination angle α of the side wall of the opening 56 of the interlayer insulating film 43 shown in FIG. 3, it is preferably 45 degrees or more, and about 60 to 70 degrees is the most efficient. FIG. 5 also shows a state in which the planarization film 44 is completely removed at the opening 57 of the planarization film 44, but even if a little planarization film 44 remains at the bottom of the opening 57. The points that do not matter are the same as in the first embodiment.

また、本実施形態では、平坦化膜44に開口部57が形成されているため、この開口部57の部分で、図示しない配向膜が乱れることや、同じく図示しない液晶層の厚さが異なって、液晶分子の配向状態が乱れる場合がある。しかし、開口部57の大きさは非常に小さいものであり、また、開口部57が形成されている部分には画素電極27が形成されないため、この部分での画像表示は実際には行われず、液晶パネルの表示画像に与える影響はほとんど無視することができる。   In the present embodiment, since the opening 57 is formed in the planarizing film 44, the alignment film (not shown) is disturbed in the opening 57, and the thickness of the liquid crystal layer (not shown) is also different. The alignment state of the liquid crystal molecules may be disturbed. However, since the size of the opening 57 is very small, and the pixel electrode 27 is not formed in the portion where the opening 57 is formed, the image display in this portion is not actually performed. The influence on the display image of the liquid crystal panel can be almost ignored.

この開口部57による表示画像への影響を完全に回避するためには、図6に第2の実施形態の応用例として示すように、開口部57内に透明の樹脂などの充填部材59を注入してその表面を平坦化膜44の表面と同じ高さにすればよい。なお、この場合には、フォトダイオード7の受光領域52と重複する位置の充填部材59の表面に、補助反射膜36を形成することも考えられる。この補助反射膜36の大きさを適切に選択することによって、図6に示すように、平坦化膜44の開口部57の側壁である傾斜面58上に形成された反射膜37で反射したものの、フォトダイオード7の受光領域52の側に向かわなかった外光13を受光領域52に向けて反射することができる。このように、補助反射膜36を設けることにより、受光素子であるフォトダイオード7の実質的な受光感度をさらに向上させることができる。   In order to completely avoid the influence of the opening 57 on the display image, a filling member 59 such as a transparent resin is injected into the opening 57 as shown in FIG. 6 as an application example of the second embodiment. Then, the surface may be leveled with the surface of the planarizing film 44. In this case, it is conceivable to form the auxiliary reflection film 36 on the surface of the filling member 59 at a position overlapping the light receiving region 52 of the photodiode 7. By appropriately selecting the size of the auxiliary reflecting film 36, as shown in FIG. 6, the light reflected by the reflecting film 37 formed on the inclined surface 58 which is the side wall of the opening 57 of the planarizing film 44 is reflected. The external light 13 that has not been directed to the light receiving region 52 side of the photodiode 7 can be reflected toward the light receiving region 52. Thus, by providing the auxiliary reflection film 36, the substantial light receiving sensitivity of the photodiode 7 which is a light receiving element can be further improved.

[第3の実施形態]
次に、本発明の液晶表示素子の第3の実施形態として、上記した第1の実施形態および第2の実施形態で説明したものとはさらに異なる別の部位に反射膜を形成した例を説明する。なお、第3の実施形態では、画素電極の構成は第1の実施の形態と同じであり、また、反射膜の形成される位置の平面視した場合の位置関係も、図2と同じである。このため、第3の実施形態では、平面図を用いての説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, as a third embodiment of the liquid crystal display element of the present invention, an example in which a reflective film is formed in another part different from those described in the first and second embodiments will be described. To do. In the third embodiment, the configuration of the pixel electrode is the same as that of the first embodiment, and the positional relationship in the plan view of the position where the reflective film is formed is also the same as in FIG. . For this reason, in 3rd Embodiment, the description using a top view is abbreviate | omitted.

図7は、第3の実施形態にかかる液晶パネルの、フォトダイオード7が形成されている部分の断面構造を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing a cross-sectional structure of a portion where the photodiode 7 is formed in the liquid crystal panel according to the third embodiment.

図7に示す第3の実施形態にかかる液晶パネルでは、反射膜37が、受光素子であるフォトダイオード7の背面に設けられている点が、上記した第1および第2の実施形態と異なる。そして、本実施形態においては、層間絶縁膜43や平坦化膜44には、開口部は形成されていない。   The liquid crystal panel according to the third embodiment shown in FIG. 7 is different from the first and second embodiments described above in that a reflective film 37 is provided on the back surface of the photodiode 7 that is a light receiving element. In the present embodiment, no opening is formed in the interlayer insulating film 43 or the planarizing film 44.

具体的には、本実施形態では、背面基板3のフォトダイオード7が形成される位置と重複する位置に、あらかじめ凹部14を形成し、この凹部14の側壁である傾斜面15上に遮光膜8を兼ねる反射膜37を形成している。なお、正確には、背面基板3にまず凹部14を形成し、その上に遮光膜8を兼ねる反射膜37を形成して、さらに、ベースコート膜41を形成後、フォトダイオード7の受光領域52である真性半導体領域が、背面基板3に形成された凹部14の中央部分に正確に重なるように形成する。このようにして、前面基板側から平面視したしたときに、受光領域52の周囲に、凹部14の側壁である傾斜面15上に形成された反射膜37が位置する状態とすることができる。   Specifically, in the present embodiment, a recess 14 is formed in advance at a position overlapping the position where the photodiode 7 of the back substrate 3 is formed, and the light shielding film 8 is formed on the inclined surface 15 that is the side wall of the recess 14. A reflective film 37 is also formed. To be precise, the concave portion 14 is first formed on the back substrate 3, the reflective film 37 also serving as the light shielding film 8 is formed thereon, and further the base coat film 41 is formed, and then the light receiving region 52 of the photodiode 7. A certain intrinsic semiconductor region is formed so as to accurately overlap the central portion of the recess 14 formed in the back substrate 3. In this way, the reflection film 37 formed on the inclined surface 15 that is the side wall of the recess 14 can be positioned around the light receiving region 52 when viewed from the front substrate side.

本実施形態において、遮光膜8は、液晶パネルに入射した外光13をフォトダイオード7の受光領域に反射する反射膜37としての機能を兼ねている。このため、その表面の反射率が高いことが好ましく、遮光性と表面反射性が両立するモリブデンなどの暗色の金属薄膜を用いることが好ましい。   In the present embodiment, the light shielding film 8 also functions as a reflection film 37 that reflects the external light 13 incident on the liquid crystal panel to the light receiving region of the photodiode 7. For this reason, it is preferable that the reflectance of the surface is high, and it is preferable to use a dark-colored metal thin film such as molybdenum that has both light shielding properties and surface reflectivity.

このように、フォトダイオード7の背面側に反射膜37を形成することで、フォトダイオード7の形成されている領域に入射したものの、受光領域52である真性半導体領域に入射しなかった外光13を、受光領域52で受光することができる。その結果、受光素子であるフォトダイオードの実質的な受光感度を向上することができる。   Thus, by forming the reflective film 37 on the back side of the photodiode 7, the external light 13 that is incident on the region where the photodiode 7 is formed but is not incident on the intrinsic semiconductor region that is the light receiving region 52. Can be received by the light receiving region 52. As a result, the substantial light receiving sensitivity of the photodiode as the light receiving element can be improved.

なお、本実施形態において、一つの金属膜が遮光膜8と反射膜37とを兼ねた場合について説明したが、これに限られるものではなく、背面基板3に形成された凹部14にまず遮光性に優れた遮光膜を形成し、その上に光反射性に優れた膜を積層して反射膜とする二層構造を採用することもできる。   In the present embodiment, the case where one metal film serves as both the light shielding film 8 and the reflective film 37 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the light shielding property is first applied to the recess 14 formed in the back substrate 3. It is also possible to adopt a two-layer structure in which a light-shielding film excellent in the above is formed and a film excellent in light reflectivity is laminated thereon to form a reflective film.

以上、本発明にかかる液晶表示素子についての第1から第3の実施形態において、反射膜の形状を、前面基板側から平面視したときに、受光素子であるフォトダイオードの受光領域の周囲全てを取り囲むものとして説明してきた。しかし、本発明における反射膜は、このような受光領域の周囲全てを取り囲むもののみに限られない。平面視した状態を示す図2や図4において、受光領域52を左右または上下方向から挟む領域部分に反射膜が設けられていてもよく、上下左右のいずれか一方向にのみ反射膜が設けられていてもよい。   As described above, in the first to third embodiments of the liquid crystal display element according to the present invention, when the shape of the reflective film is viewed from the front substrate side, the entire periphery of the light receiving region of the photodiode that is the light receiving element. It has been described as surrounding. However, the reflective film in the present invention is not limited to the one that surrounds the entire periphery of such a light receiving region. In FIG. 2 and FIG. 4 showing the state in plan view, a reflective film may be provided in a region that sandwiches the light receiving region 52 from the left and right or up and down directions, and the reflective film is provided only in one of the up, down, left and right directions. It may be.

また、上記各実施形態では、反射膜が、絶縁膜の開口部や背面基板の凹部の傾斜面に設けられた例を示したが、これに限られず、反射膜はその底部を背面基板側に向けたボウル状のもの、すなわち、湾曲面とすることもできる。さらに、絶縁膜に開口部を設けたり、背面基板に凹部を設けたりすることは必須ではなく、要は、受光領域の周囲の少なくとも一部に、外光を受光領域側に反射する面を形成することができれば、その形成方法に制限がないことは言うまでもない。   In each of the above embodiments, the reflective film is provided on the inclined surface of the opening of the insulating film or the concave portion of the back substrate. However, the present invention is not limited to this, and the bottom of the reflective film faces the back substrate side. It can also be a bowl-shaped object, that is, a curved surface. Furthermore, it is not essential to provide an opening in the insulating film or a recess in the back substrate. In short, a surface that reflects external light toward the light receiving area is formed at least around the light receiving area. Needless to say, if it can be done, the formation method is not limited.

さらに、それぞれの実施形態で示した反射膜の構成は単独でのみ用いられるものではなく、複数の実施形態を適宜選択してこれを重複して採用することができる。例えば、層間絶縁膜に開口部を形成してその傾斜面に第1の反射膜を形成し、さらに、平坦化膜にも開口部を形成してその傾斜面に第2の反射膜を形成すること、すなわち、第1の実施形態と第2の実施形態とを同時に用いることができる。この場合には、反射膜の形成領域がさらに拡大して反射膜の面積が大きくなるので、受光素子の形成領域近傍に入射した外光の大半を反射して受光領域で受光することができ、受光感度の一層の向上が期待できる。   Furthermore, the configuration of the reflective film shown in each embodiment is not used alone, but a plurality of embodiments can be appropriately selected and used in duplicate. For example, an opening is formed in the interlayer insulating film and the first reflective film is formed on the inclined surface. Further, an opening is formed in the planarizing film and the second reflective film is formed on the inclined surface. That is, the first embodiment and the second embodiment can be used simultaneously. In this case, since the reflective film formation region is further enlarged and the reflective film area is increased, most of the external light incident near the light receiving element formation region can be reflected and received by the light receiving region. Further improvement in light receiving sensitivity can be expected.

また、反射膜の形成場所は、背面基板の厚さ方向において、背面基板、層間絶縁膜、平坦化膜のいずれかに限られるものではなく、反射した外光を受光素子の受光領域に入射させることができる位置であって、画像表示の弊害にならないいずれの位置にも形成することができる。   Further, the formation position of the reflective film is not limited to any of the back substrate, the interlayer insulating film, and the planarizing film in the thickness direction of the back substrate, and the reflected external light is incident on the light receiving region of the light receiving element. It can be formed at any position that does not cause a harmful effect of image display.

なお、液晶表示素子が透過領域を持たず、反射方式のみによって画像を表示するものであれば、液晶表示素子の背面から照射光を照射する必要がなくなるため、受光素子の背面に遮光膜を形成する必要がないことも当然である。また、本発明の各実施形態において、反射電極の表面に凹凸形状を設けてもよく、この場合には、外光の反射角度を散乱させて反射領域での表示画像に必要以上の指向性を持たせないといった効果が得られる。   If the liquid crystal display element does not have a transmissive area and displays an image only by the reflection method, it is not necessary to irradiate irradiation light from the back side of the liquid crystal display element, so a light shielding film is formed on the back side of the light receiving element. Of course, you don't have to. In each embodiment of the present invention, the surface of the reflective electrode may be provided with a concavo-convex shape. In this case, the reflection angle of the external light is scattered to give the display image in the reflective region more directivity than necessary. The effect of not having it is obtained.

さらに、上記各実施形態の説明では、液晶表示素子のTFTとしてポリシリコンを用いたトップゲート型TFTを例示して説明したが、本発明においてTFTのタイプはその作用効果には影響しないから、これに限られないことはいうまでもない。ボトムゲート型をはじめとした各種TFTを使用できる。同様に、フォトダイオードについても、例示したPIN型に限られず、PN型でも何ら問題が無く、さらに、受光素子として、フォトダイオードに限られるものでもない。   Further, in the description of each of the above embodiments, the top gate type TFT using polysilicon is exemplified as the TFT of the liquid crystal display element. However, in the present invention, the TFT type does not affect its function and effect. Needless to say, it is not limited to. Various TFTs including bottom gate type can be used. Similarly, the photodiode is not limited to the illustrated PIN type, and there is no problem with the PN type, and the light receiving element is not limited to the photodiode.

[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態として、本発明にかかる液晶表示素子を用いたタッチパネル機能付きの液晶表示装置について概略を説明する。
[Fourth Embodiment]
Next, an outline of a liquid crystal display device with a touch panel function using the liquid crystal display element according to the present invention will be described as a fourth embodiment of the present invention.

図8は、本発明にかかる液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。本発明にかかる液晶表示装置100は、第1〜第3の実施形態として説明した液晶表示素子1と、バックライト9、さらに、画像表示機能とタッチパネルとしてのセンサ機能を果たすための各種の回路から構成されている。   FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the liquid crystal display device according to the present invention. The liquid crystal display device 100 according to the present invention includes the liquid crystal display element 1 described as the first to third embodiments, the backlight 9, and various circuits for performing an image display function and a sensor function as a touch panel. It is configured.

本実施形態にかかる液晶表示装置100は、画像表示機能を果たすための画像表示制御回路部として、駆動制御部71と垂直駆動回路72,さらに、水平駆動回路73とを備えている。   The liquid crystal display device 100 according to the present embodiment includes a drive control unit 71, a vertical drive circuit 72, and a horizontal drive circuit 73 as an image display control circuit unit for performing an image display function.

駆動制御部71は、入力された画像信号を、画像表示を行うための垂直駆動信号と水平駆動信号とに変換して出力する。この垂直駆動信号に基づいて、液晶表示素子1のゲート配線と接続されて、これを順次選択する垂直駆動回路72が動作する。また、水平駆動回路73は、垂直駆動回路部72で順次選択されたゲート配線に接続される画素21それぞれに対して、図示しないTFTに所定の輝度信号を、ソース配線を通じて入力する。水平駆動回路73から入力された階調信号に基づいて、それぞれの画素21で液晶層の透過率が変化し、バックライト9から出射される照射光10の透過率を変化させて、画像を表示する。   The drive control unit 71 converts the input image signal into a vertical drive signal and a horizontal drive signal for performing image display, and outputs them. Based on this vertical drive signal, the vertical drive circuit 72 connected to the gate wiring of the liquid crystal display element 1 and sequentially selecting it operates. In addition, the horizontal drive circuit 73 inputs a predetermined luminance signal to a TFT (not shown) through a source line to each of the pixels 21 connected to the gate lines sequentially selected by the vertical drive circuit unit 72. Based on the gradation signal input from the horizontal drive circuit 73, the transmittance of the liquid crystal layer is changed in each pixel 21, and the transmittance of the irradiation light 10 emitted from the backlight 9 is changed to display an image. To do.

また、本実施形態にかかる液晶表示装置100は、タッチパネルとしてのセンサ機能を果たすために、検出制御回路部として、検出制御部74と垂直検出回路75,さらに、水平検出回路76とを備えている。   In addition, the liquid crystal display device 100 according to the present embodiment includes a detection control unit 74, a vertical detection circuit 75, and a horizontal detection circuit 76 as detection control circuit units in order to perform a sensor function as a touch panel. .

検出制御部74は、画素21内に配置された受光素子であるフォトダイオード7を駆動して輝度信号を読み出すための垂直検出信号と、水平検出信号とを出力する。垂直検出信号が入力された垂直検出回路75と、水平検出信号が入力された垂直検出回路76は、所定のフォトダイオード7を駆動し、このとき得られた輝度信号を垂直検出回路75からセンサ出力信号として検出制御部74に伝達する。検出制御回路74は、このセンサ出力信号から、液晶表示素子1上の指示者の指の位置を検出して、タッチパネル信号として出力する。   The detection control unit 74 outputs a vertical detection signal and a horizontal detection signal for driving the photodiode 7 which is a light receiving element arranged in the pixel 21 to read out a luminance signal. The vertical detection circuit 75 to which the vertical detection signal is input and the vertical detection circuit 76 to which the horizontal detection signal is input drive a predetermined photodiode 7, and the luminance signal obtained at this time is output from the vertical detection circuit 75 as a sensor output. The signal is transmitted to the detection control unit 74 as a signal. The detection control circuit 74 detects the position of the finger of the indicator on the liquid crystal display element 1 from the sensor output signal and outputs it as a touch panel signal.

なお、図8で示した回路構成は、本発明の一般的な実施形態に過ぎず、画像表示機能、および、タッチパネルセンサとしての機能のいずれの機能を果たす上でも、例示した構成にのみ限られるものでないことはいうまでもない。   Note that the circuit configuration shown in FIG. 8 is only a general embodiment of the present invention, and is limited to the exemplified configuration in order to perform any of the image display function and the function as a touch panel sensor. It goes without saying that it is not a thing.

本発明は、受光素子を画素内に有する画像取り込みができるセンサ機能付きの液晶表示素子、およびこの素子を備えた液晶表示装置であって、特に、受光素子での受光効率を向上した液晶表示素子および液晶表示装置として、産業上利用可能である。   The present invention relates to a liquid crystal display element with a sensor function capable of capturing an image having a light receiving element in a pixel, and a liquid crystal display device including this element, and in particular, a liquid crystal display element with improved light receiving efficiency in the light receiving element In addition, it can be used industrially as a liquid crystal display device.

本発明の実施形態にかかる液晶表示素子の概略構成を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing a schematic structure of a liquid crystal display element concerning an embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態にかかる液晶表示素子の背面基板を前面基板側から平面視したときの要部拡大平面図である。It is a principal part enlarged plan view when the back substrate of the liquid crystal display element concerning the 1st Embodiment of this invention is planarly viewed from the front substrate side. 本発明の第1の実施形態にかかる液晶表示素子の要部断面構成図である。It is a principal part cross-section block diagram of the liquid crystal display element concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態にかかる液晶表示素子の背面基板を前面基板側から平面視したときの要部拡大平面図である。It is a principal part enlarged plan view when the back substrate of the liquid crystal display element concerning the 2nd Embodiment of this invention is planarly viewed from the front substrate side. 本発明の第2の実施形態にかかる液晶表示素子の要部断面構成図である。It is a principal part cross-section block diagram of the liquid crystal display element concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態にかかる表示素子の応用例を示す要部断面構成図である。It is a principal part cross-section block diagram which shows the application example of the display element concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態にかかる液晶表示素子の要部断面構成図である。It is principal part sectional block diagram of the liquid crystal display element concerning the 3rd Embodiment of this invention. 本発明にかかる液晶表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the liquid crystal display device concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 液晶パネル(液晶表示素子)
2 前面基板
3 背面基板
4 液晶層
6 絶縁層
7 フォトダイオード(受光素子)
13 外光
27 画素電極
34、35,37 反射膜
41 下地膜(ベースコート)
43 層間絶縁膜
44 平坦化膜
52 受光領域
1. Liquid crystal panel (liquid crystal display element)
2 Front substrate 3 Back substrate 4 Liquid crystal layer 6 Insulating layer 7 Photodiode (light receiving element)
13 External light 27 Pixel electrode 34, 35, 37 Reflective film 41 Base film (base coat)
43 Interlayer insulating film 44 Planarizing film 52 Light receiving region

Claims (9)

前面基板と背面基板に挟持された液晶層を有し、
前記背面基板上に設けられた下地層の上に設けられた受光素子と、
前記受光素子上に設けられた絶縁層の上に設けられた画素電極とを備え、
前記前面基板側から平面視したときに、前記受光素子の受光領域の周囲の少なくとも一部に、前記前面基板を透過して入射する外光を前記受光領域に向けて反射する反射膜が形成されていることを特徴とする液晶表示素子。
A liquid crystal layer sandwiched between a front substrate and a rear substrate;
A light receiving element provided on a base layer provided on the back substrate;
A pixel electrode provided on an insulating layer provided on the light receiving element,
When viewed in plan from the front substrate side, a reflection film is formed on at least a part of the periphery of the light receiving region of the light receiving element to reflect external light that is transmitted through the front substrate toward the light receiving region. A liquid crystal display element characterized by comprising:
前記反射膜が、前記受光素子と前記受光素子に接続される電極との間に形成された、前記絶縁層を構成する層間絶縁膜に形成された開口部の、側壁である傾斜面に形成されている請求項1に記載の液晶表示素子。   The reflective film is formed on an inclined surface which is a side wall of an opening formed in an interlayer insulating film constituting the insulating layer formed between the light receiving element and an electrode connected to the light receiving element. The liquid crystal display element according to claim 1. 前記反射膜が、前記層間絶縁膜上に形成される前記受光素子に接続される電極と同じ材料の金属膜である請求項2に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 2, wherein the reflective film is a metal film made of the same material as an electrode connected to the light receiving element formed on the interlayer insulating film. 前記反射膜が、前記受光素子および前記受光素子に接続される電極と、前記画素電極との間に形成される前記絶縁層を構成する平坦化膜に形成された開口部の、側壁である傾斜面に形成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示素子。   The reflection film is an inclination that is a side wall of an opening formed in the planarization film that constitutes the insulating layer formed between the light receiving element and the electrode connected to the light receiving element and the pixel electrode The liquid crystal display element according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is formed on a surface. 前記画素電極の少なくとも一部が、外光を反射する反射電極であり、前記反射膜が、前記反射電極と同じ材料の金属膜である請求項4に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 4, wherein at least a part of the pixel electrode is a reflective electrode that reflects external light, and the reflective film is a metal film made of the same material as the reflective electrode. 前記前面基板側から平面視したときに、前記背面基板の前記受光領域と重なる位置に凹部が形成されていて、前記反射膜が前記凹部の側壁である傾斜面に形成されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の液晶表示素子。   The concave portion is formed at a position overlapping the light receiving region of the rear substrate when viewed from the front substrate side, and the reflective film is formed on an inclined surface that is a side wall of the concave portion. The liquid crystal display element according to any one of 5. 前記前面基板側から平面視したときに、前記受光素子と重複する位置の前記背面基板と前記下地層との間に、遮光膜が設けられている請求項1〜6のいずれか1項に記載の液晶表示素子。   The light shielding film is provided between the said back substrate and the said base layer of the position which overlaps with the said light receiving element when planarly viewed from the said front substrate side. Liquid crystal display element. 前記遮光膜が前記反射膜を兼ねる請求項7に記載の液晶表示素子。   The liquid crystal display element according to claim 7, wherein the light shielding film also serves as the reflective film. 請求項1〜9のいずれか1項に記載された液晶表示素子と、
前記液晶表示素子で画像表示を行うための画像表示制御回路部と、
前記受光素子を駆動して受光信号を出力するための検出制御回路部とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display element according to any one of claims 1 to 9,
An image display control circuit unit for displaying an image on the liquid crystal display element;
A liquid crystal display device comprising: a detection control circuit unit for driving the light receiving element to output a light reception signal.
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