JP4337895B2

JP4337895B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4337895B2
Application number: JP2007071978A
Authority: JP
Inventors: 隆志國森; 寛佐野; 正憲安森; 幸哉平林; 泰志山崎
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2009-09-30
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: JP2008158478A; TWI368802B; TW200813577A

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、さらに詳しくは、外光を検出する光センサを液晶表示
パネルに組み込んだ液晶表示装置に関するものである。

近年、情報通信機器のみならず一般の電子機器においても薄型の表示パネルが使用され
、この中でも液晶表示パネルが最も多く使用されている。この液晶表示パネルは、液晶が
非発光体であるため暗所において表示画像が見え難くなることから、バックライトないし
はサイドライト（以下、両者を纏めて「バックライト等」という）を設け、このバックラ
イト等を外光が暗いときに点灯させて表示画像を視認できるようにしている。

ところが、手動による操作では、外光の明暗に応じてその都度バックライト等のオン／
オフ操作をしなければならないので、その操作が面倒になり、また、明るい時にも不必要
にバックライト等を点灯させてしまうことがあるので、無駄な消費電力が増大し、携帯電
話機等に使用した場合に電池の消耗を速くしてしまうことがある。

そこで、このような不都合をなくするために、液晶表示パネルに光センサを組み込み、
この光センサによって外光の明暗を検出し、その検出結果に基づいてバックライト等のオ
ン／オフを制御する技術が開発されている（下記特許文献１〜３参照）。

例えば、下記特許文献１に記載された液晶表示装置は、光センサとして薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を用い、このＴＦＴ光センサを液晶表示パネルのス
イッチング素子として使用されるＴＦＴと同時に作成したものであり、また、下記特許文
献２に記載された液晶表示装置は、パネル基板に外光照度検出センサ及びバックライト照
度検出センサを配設し、両センサの検出結果に基づいてバックライト等を制御するもので
あり、さらに、下記特許文献３に記載された液晶表示装置は、光センサを液晶の周辺駆動
回路及び外部端子から離れた箇所に配設して、これらの駆動回路等から発生する高周波ノ
イズや発熱等によってセンサが影響を受けないようにしたものである。
特開２００２−１３１７１９号公報（特許請求の範囲、段落〔００１０〕〜〔００１３〕、図１）特開２０００−１２２５７５号公報（段落〔００１３〕〜〔００１６〕、図４）特開平１１−８４４２６号公報（段落〔００１９〕〜〔００２２〕、図１、図２）特開平１−１４３２５７号公報（特許請求の範囲、図３）特開平５−９５１００号公報（段落〔００１０〕、図１）

ＴＦＴ光センサは、光が当たっていないときはそのゲートオフ領域において僅かな漏れ
電流（暗電流）が流れ、光が当たるとその光の強さ（明るさ）に応じた大きさの漏れ電流
（リーク電流）が流れる特性を有している。そして、このＴＦＴ光センサは、このリーク
電流を利用して外光の明るさを検出するものであることから、このリーク電流は極めて微
弱なためＴＦＴ光センサからの出力は外部ノイズの影響を受け易いものになっている。

このため、上述の光センサを液晶表示パネルの一方の基板、例えばアクティブマトリク
ス基板（アレイ基板ともいう）に組み込むと、そのアクティブマトリクス基板には液晶を
駆動する周辺駆動回路及び外部端子等が配設されていることから、これらの回路等からの
高周波信号及び発熱等が光センサに影響を与えることがある。この点、上記特許文献３の
液晶表示装置は、光センサを高周波信号や発熱を発生する周辺回路及び端子部から離した
箇所に設置して、このようなノイズの影響を受けないようにしている。しかしながら、光
センサからは、少なくともＴＦＴ光センサに電源線、出力線等の引き出し配線が接続され
、これらの引出し配線が表示部の周辺に引回されるので、これらの引出し配線のうち、特
に出力線が外部ノイズの影響を受け易くなっている。また、この出力線は、出力線とコモ
ン電極との間に寄生容量が発生するため、対向基板のコモン電極に印加される対向電極電
圧（以下、ＶＣＯＭ電圧という）の影響を受ける恐れがある。また、光センサも直接ＶＣ
ＯＭ電圧の影響を受けることがある。

なお、この種の光センサは、外部ノイズの影響を受け易いことから、アクティブマトリ
クス基板に静電遮蔽膜を設けたもの（上記特許文献４、５参照）が知られているが、これ
らの光センサは、アクティブマトリクス基板とゲート配線との間に静電遮蔽用の導電膜及
び絶縁膜を設けるものであり、このような導電膜を設けるとなると、アクティブマトリク
ス基板上への光センサの形成に通常の製造工程に追加した特別な工程が必要となり、製造
が面倒になって全体のコスト高騰を招くことになる。

本発明は、このような従来技術が抱える課題を解消するためになされたものであって、
本発明の目的は、光センサが外部ノイズ及び周辺回路の影響を受けないように液晶表示パ
ネルに組み込んだ液晶表示装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、光センサ及びこの光センサから引出された出力線が外部ノ
イズ及び周辺回路の影響を受けないように組み込んだ液晶表示装置を提供することにある
。

さらに、本発明の他の目的は、液晶表示パネルの製造工程を増やすことなく簡単に光セ
ンサ及び出力線を静電シールドできるようにした液晶表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層が設けられた液晶表示パネルと、前記アクティブマトリクス基板に設けられた外光を検知する光センサを有する光検出部と、前記光検出部からの出力信号を導出する出力線と、一定電圧が供給される電源線と、前記光検出部の出力により制御される照光手段とを備えた液晶表示装置において、
前記光センサは透明絶縁層を介して透明電極で被覆され、前記透明電極は前記透明絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して前記電源線に電気的に接続されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記光セン
サは薄膜トランジスタからなり、前記透明電極は、平面視で前記薄膜トランジスタのソー
ス電極及びドレイン電極の対向部分を覆っていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の液晶表示装置において、前記ソース
電極及びドレイン電極は互いにくし歯状に形成され、互いに一定距離隔てて噛み合うよう
に配置されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の液晶表示装置において、前記薄膜ト
ランジスタの表面は平坦化膜で被覆され、前記透明電極は、前記平坦化膜の表面に形成さ
れていると共に、前記平坦化膜及び透明絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して前
記電源線に電気的に接続されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記電源線
及び前記出力線のうち少なくとも出力線は前記透明絶縁層を介して前記透明電極で被覆さ
れているとともに、前記透明電極は前記透明絶縁層に形成されたコンタクトホールを介し
て前記電源線と電気的に接続されていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の液晶表示装置において、前記電源線
は２本平行に設けられ、前記出力線は前記２本の電源線の間に配設されていることを特徴
とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記電源線上に第
１の透明絶縁層、前記出力線、第２の透明絶縁層及び前記透明電極がこれらの順に平面視
で前記電源線、前記出力線及び前記透明電極が重なるように積層配設されているとともに
、前記透明電極は前記第１及び第２の透明絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して
前記電源線に接続されていることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の液晶表示装置において、前記電源線
及び前記透明電極の長手方向と直交する方向の幅長は、前記出力線の同方向の幅長より大
きくされていることを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の液晶表示装置において、前
記電源線は前記アクティブマトリクス基板上に形成される液晶表示パネルのスイッチング
素子である薄膜トランジスタのゲート電極と同じ材料で形成され、前記出力線はソース電
極及びドレイン電極と同じ材料で形成され、前記透明電極は前記液晶表示パネルの画素電
極と同じ材料で形成されることを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示装置において、前記電源
線は透明絶縁層を介して前記出力線上に平面視で重なるように積層配置されていることを
特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の液晶表示装置において、前記電
源線の長手方向と直交する方向の幅長が、前記出力線の同方向の幅長より大きくされてい
ることを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１０または１１に記載の液晶表示装置におい
て、前記出力線は前記アクティブマトリクス基板上に形成される液晶表示パネルのスイッ
チング素子である薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と同じ材料で形成され
、前記電源線は前記液晶表示パネルの画素電極と同じ材料で形成されることを特徴とする
。

また、請求項１３に記載の発明は、請求項１０または１１に記載の液晶表示装置におい
て、前記出力線は前記アクティブマトリクス基板上に形成される液晶表示パネルのスイッ
チング素子である薄膜トランジスタのゲート電極と同じ材料で形成され、前記電源線は前
記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と同じ材料で形成されることを特徴と
する。

また、請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載の液晶表示装置に
おいて、前記電源線及び前記出力線は、前記アクティブマトリクス基板上に形成される液
晶表示パネルのスイッチング素子としての薄膜トランジスタと製造工程において同時に形
成されたものであることを特徴とする。

また、請求項１５に記載の発明は、請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示装置に
おいて、前記光センサは薄膜トランジスタとコンデンサにより構成されることを特徴とす
る。

また、請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の液晶表示装置において、前記薄
膜トランジスタのソース電極は前記コンデンサの一方の電極に接続され、更に前記出力線
に接続されており、コンデンサのもう一方の電極は前記電源線に接続されていることを特
徴とする。

また、請求項１７に記載の発明は、請求項１〜１６のいずれかに記載の液晶表示装置に
おいて、前記薄膜トランジスタのゲート電極には、所定の負電圧が印加され、前記薄膜ト
ランジスタのソース電極は前記コンデンサの一方の電極に接続されるとともに、スイッチ
素子を介して基準電圧供給源に接続され、前記スイッチ素子をオン状態にすることにより
前記コンデンサに充電することを特徴とする。

本発明は上記構成を備えることにより、以下に示すような優れた効果を奏する。すなわち、請求項１に係る発明によれば、光検出部の光センサは透明電極で覆われており、しかも、この透明電極は透明絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して電源線に電気的に接続されているから、一定電圧で安定している。そのため、透明電極は静電シールドとして作用し、光センサは外部ノイズ及び周辺回路の影響を受け難くなるので、外光を高感度に検出できるようになり、照光手段の制御に際する誤動作が少なくなる。なお、本発明においては、光センサとして、ＴＦＴ、フォトダイオード等周知のものを使用することができる。

また、請求項２の発明によれば、光センサとしてＴＦＴを用い、透明電極によって平面
視でＴＦＴのソース電極及びドレイン電極の対向部分を覆うようにしたため、外部ノイズ
及び周辺回路の影響を受けやすい光センサとして機能するＴＦＴを有効に静電シールドす
ることができるようになる。

また、請求項３の発明によれば、ＴＦＴの光センサとして機能するチャネル領域が大き
くなるため、広い範囲で光を検出することができるようになるとともに、光検出感度が向
上する。

また、請求項４の発明によれば、ＴＦＴ、透明絶縁膜、平坦化膜、透明電極をいずれも
アクティブマトリクス基板に搭載するアクティブ素子及び表示部の画素電極等の形成と同
時に形成することができるので、特にこれらの構成を形成するために製造工数を増やす必
要がなくなる。

また、請求項５の発明によれば、光センサに接続された電源線及び出力線の内の少なく
とも出力線が透明電極で覆われて静電シールドされており、しかも透明電極は透明絶縁層
に形成されたコンタクトホールを介して電源線に電気的に接続されているから、対向基板
のＶＣＯＭ電圧が大きく変動するものであってもこのＶＣＯＭ電圧が微弱な出力信号が流
れる出力線に影響するのを防ぐことができる。

また、請求項６の発明によれば、出力線は、２本の電源線及び透明電極により囲まれて
静電シールドされるので、出力線が特に基板の水平方向から侵入する外部ノイズの影響を
受けることが少なくなる。また、この構成によると、電源線と出力線との間にコンデンサ
が形成されることとなり、このコンデンサ容量によって出力線と対向基板に設けられた共
通電極との間に寄生容量が発生することを防止できるから、出力線より出力される出力信
号が共通電極に印加されている電圧の影響を受ける恐れが少なくなる。

また、請求項７の発明によれば、出力線は、電源線及び透明電極間に挟まれて静電シー
ルドされるとともに透明電極は第１及び第２の透明絶縁層に形成されたコンタクトホール
を介して電源線に電気的に接続されているから、透明電極により対向基板のＶＣＯＭ電圧
が大きく変動するものであってもこのＶＣＯＭ電圧が微弱な出力信号が流れる出力線に影
響するのを防ぐことができる。また、電源線によって基板の上下方向から侵入する外部ノ
イズ等の影響を受けることが少なくなる。

また、請求項８の発明によれば、電源線及び透明電極の幅長を出力線のそれより幅広に
することにより、出力線の外周囲が電源線及び透明電極で幅広く覆われるので、シールド
効果がより発揮されるようになる。

また、請求項９の発明によれば、電源線は液晶表示パネルのスイッチング素子としての
薄膜トランジスタのゲート電極と、出力線は同じく薄膜トランジスタのソース電極及びド
レイン電極と、透明電極は液晶表示パネルの画素電極と、それぞれ同一材料で形成するこ
とにより、別途異なる材料を準備することなくこれらの配線等を形成することができると
ともに、液晶表示パネルの製造工程を増大することなくこれらの配線等を形成することが
可能となる。

また、請求項１０の発明によれば、出力線が電源線によって静電シールドされるので、
電源線により対向基板のＶＣＯＭ電圧が大きく変動するものであってもこのＶＣＯＭ電圧
が微弱な出力信号が流れる出力線に影響するのを防ぐことができる。

また、請求項１１の発明によれば、電源線の幅長を出力線のそれより幅広にすることに
より、出力線の上方が電源線で幅広く覆われるので、シールド効果がより発揮されるよう
になる。

また、請求項１２の発明によれば、出力線は液晶表示パネルのスイッチング素子である
薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と、電源線は画素電極と同一材料で形成
されることにより、別途異なる材料を準備することなくこれらの配線を形成することがで
きるとともに、液晶表示パネルの製造工程を増大することなく両配線を形成することが可
能となる。

また、請求項１３の発明によれば、出力線は液晶表示パネルのスイッチング素子である
薄膜トランジスタのゲート電極と、電源線は同じく薄膜トランジスタのソース電極及びド
レイン電極と同一材料で形成されることにより、別途異なる材料を準備することなくこれ
らの配線を形成することができるとともに、液晶表示パネルの製造工程を増大することな
く両配線を形成することが可能となる。

また、請求項１４の発明によれば、電源線及び出力線ともにアクティブマトリクス基板
に搭載するアクティブ素子及び表示部の画素電極等の形成と同時に形成することができる
ので、特にこれらの構成を形成するために製造工数を増やす必要がなくなる。

また、請求項１５及び請求項１６の発明によれば、出力線と一定電圧である電源線との
間にコンデンサがあることにより急激な電圧変動が抑えられるため、対向基板のＶＣＯＭ
電圧が大きく変動しても、出力線の信号に対する影響を抑えることができる。

更に、請求項１７の発明によれば、薄膜トランジスタのゲート電極に所定の負電圧を印
加し、薄膜トランジスタのソース電極をコンデンサの一方の電極に接続するとともに、ス
イッチ素子を介して基準電圧を充電する回路構成にすることによって、請求項１５及び請
求項１６の光検出回路を構成できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明するが、以下に述
べる実施例は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置を例示するものであっ
て、本発明をこの実施例に特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範
囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るも
のである。

図１は本発明の実施例１に係る液晶表示パネルのカラーフィルタ基板を透視して表した
ＴＦＴ基板を模式的に示した平面図である。

液晶表示パネル１は、図１に示すように、互いに対向配置される矩形状の透明材料、例
えばガラス板からなる一対のアクティブマトリクス基板（以下、ＴＦＴ基板という）２及
びカラーフィルタ基板ＣＦを有し、ＴＦＴ基板２は、カラーフィルタ基板ＣＦと対向配置
させたときに所定スペースの張出し部Ｓが形成されるようにカラーフィルタ基板ＣＦより
サイズが大きいものが使用され、これらＴＦＴ基板２及びカラーフィルタ基板ＣＦの外周
囲にシール材が貼付されて、内部に液晶及びスペーサが封入された構成となっている。

ＴＦＴ基板２及びカラーフィルタ基板ＣＦ上の対向面側には、種々の配線等が形成され
ている。このうち、カラーフィルタ基板ＣＦには、ＴＦＴ基板２の画素領域に合わせてマ
トリクス状に設けられたブラックマトリクスと、このブラックマトリクスで囲まれた領域
に設けた例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等のカラーフィルタ（図示省略）と、ＴＦ
Ｔ基板２側の電極に電気的に接続されカラーフィルタを覆うように設けた共通（コモン）
電極とが設けられている。また、不図示のバックライトがＴＦＴ基板２の背面に設けられ
、光検出部ＬＳからの出力信号によって制御されるようになっている。

ＴＦＴ基板２は、それぞれ対向する短辺２ａ、２ｂ及び長辺２ｃ、２ｄを有し、一方の
短辺２ｂ側が張出し部Ｓとなっており、この張出し部Ｓにソースドライバ及びゲートドラ
イバ用半導体チップＤｒが搭載され、他方の短辺２ａ側に光検出部ＬＳが配設されている
。

このＴＦＴ基板２は、その表面、すなわち液晶と接触する面に、図１の行方向（横方向
）に所定間隔をあけて配列された複数本のゲート線ＧＷ_１〜ＧＷ_ｎ（ｎ＝２、３、４、…
）と、これらのゲート線ＧＷ_１〜ＧＷ_ｎと絶縁されて列方向（縦方向）に配列された複数
本のソース線ＳＷ_１〜ＳＷ_ｍ（ｍ＝２、３、４、…）とを有し、これらのソース線ＳＷ_１
〜ＳＷ_ｍとゲート線ＧＷ_１〜ＧＷ_ｎとがマトリクス状に配線され、互いに交差するゲート
線ＧＷ_１〜ＧＷ_ｎとソース線ＳＷ_１〜ＳＷ_ｍとで囲まれる各領域に、ゲート線ＧＷ_１〜Ｇ
Ｗ_ｎからの走査信号によってオンするスイッチング素子（図示省略〉及びソース線ＳＷ_１
〜ＳＷ_ｍからの映像信号がスイッチング素子を介して供給される画素電極が形成されてい
る。

これらのゲート線ＧＷ_１〜ＧＷ_ｎとソース線ＳＷ_１〜ＳＷ_ｍとで囲まれる各領域は、い
わゆる画素を構成し、これらの画素が形成されたエリアが表示領域ＤＡ、すなわち画像表
示部となっている。スイッチング素子には例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が使用され
る。

各ゲート線ＧＷ_１〜ＧＷ_ｎ及び各ソース線ＳＷ_１〜ＳＷ_ｍは、表示領域ＤＡの外へ延出
されて表示領域ＤＡ外の外周辺の領域に引回されてソースドライバ及びゲートドライバ用
半導体チップＤｒに接続されている。また、ＴＦＴ基板２は、一方の短辺２ａ側に光検出
部ＬＳが設けられ、また長辺２ｄ側にこの光検出部ＬＳから導出された引出し配線Ｌ_０、
Ｌが配設されており、これらの引出し配線Ｌ、Ｌ_０は外部制御回路が接続される端子Ｔ_１
、Ｔ_２に接続されている。そして、光検出部ＬＳ及び引出し配線Ｌ、Ｌ_０が形成される領
域、すなわち図１の斜線で示す領域はシールド構造が施されている。このシールド構造に
ついては後述する。

次に、図１〜図４を参照して光検出部ＬＳ及び引出し配線Ｌ、Ｌ_０の構造を説明する。
なお、図２（ａ）は光検出部の等価回路図、図２（ｂ）はコモン電極に印加されるＶＣＯ
Ｍ電圧とセンサ出力との関係を説明する波形図、図３は光検出部の断面図、図４は図１の
Ａ−Ａ線での断面図である。

光検出部ＬＳは、図２（ａ）に示すように、ＴＦＴ光センサのドレイン電極Ｄ_Ｌとソー
ス電極Ｓ_Ｌ間にコンデンサＣが並列接続され、ソース電極Ｓ_ＬとコンデンサＣの一方の端
子がスイッチ素子ＳＷを介して基準電圧源Ｖｓに接続され、ドレイン電極Ｄ_Ｌとコンデン
サＣの他方の端子が基準電圧源Ｖｒｅｆに接続された回路構成となっている。この基準電
圧源Ｖｒｅｆは、一定の直流電圧源となっている。また、ゲート電極Ｇ_Ｌにはゲートオフ
電圧、例えば−１０Ｖが印加されている。この光検出部ＬＳの出力は、コンデンサＣの一
方の端子であるソース電極Ｓ_Ｌから導出される。

この光検出部ＬＳはＴＦＴ基板２上に形成される。すなわち、図３に示すように、ＴＦ
Ｔ基板２上には、ＴＦＴ光センサのゲート電極Ｇ_Ｌ、コンデンサＣの一方の端子Ｃ_１が形
成され、これらの表面を覆うようにして窒化シリコンや酸化シリコンなどからなるゲート
絶縁膜３が積層されている。ＴＦＴ光センサのゲート電極Ｇ_Ｌの上にはゲート絶縁膜３を
介して非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなる半導体層４が形成され、またゲート
絶縁膜３上にアルミニウムやモリブデン等の金属からなるＴＦＴ光センサのソース電極Ｓ
_Ｌ及びドレイン電極Ｄ_Ｌが半導体層４と電気的に接触するように設けられている。このう
ち、ＴＦＴ光センサのソース電極Ｓ_Ｌは延長されてコンデンサＣの他方の端子Ｃ_２を形成
している。さらに、ＴＦＴ光センサ及びコンデンサＣの表面を覆うようにして例えば無機
絶縁材料からなる保護絶縁膜５が積層されており、さらに、その上に透明材料からなる導
電膜（ＩＴＯ）６が形成されている。この、導電膜６は液晶駆動用の画素電極が延設され
たものである。

このＴＦＴ光センサは、液晶表示パネルの製造工程においてスイッチング素子としての
ＴＦＴと同時に形成される。これにより、光検出部ＬＳを設けるために特に製造工数を増
加させる必要がなくなる。また、ＴＦＴ光センサは、１個でなく複数個用い、これらを短
辺２ａ側に一列に設けてもよい。ＴＦＴ光センサを短辺に複数個一列に配設することによ
り、使用者が不注意に指等で一部のＴＦＴ光センサを遮るようなことがあっても、全ての
ＴＦＴ光センサが同時に遮られることは少ないことから、遮光されていないＴＦＴ光セン
サで光検出が可能になる。この光検出部ＬＳは、表示領域ＤＡの外周縁、すなわちシール
材塗布領域の内側に設けられ液晶層と接触した箇所に形成される。なお、シール領域の外
側でもよい。この光検出部ＬＳからは、ドレイン電極Ｄ_Ｌに接続された電源線Ｌ及びソー
ス電極Ｓ_Ｌに接続された出力線Ｌ_０がそれぞれ引出される。なお、図示は省略するが、こ
の光検出部ＬＳからはゲート電極Ｇ_Ｌに接続された引出し線も引出される。

引出し配線Ｌ、Ｌ_０のうち、電源線Ｌは、図１に示すように、短辺２ａ及び長辺２ｄで
囲まれた角部近傍において符号ｔ１で示す位置で２本に分岐されて、この分岐された各電
源線Ｌ_１、Ｌ_２は、長辺２ｄ側において出力線Ｌ_０を跨いでこの出力線Ｌ_０に沿って配線
されている。すなわち、図１に示すように、分岐された２本の電源線Ｌ_１、Ｌ_２は、長辺
２ｄ側のスペースを利用して出力線Ｌ_０の両側に配設され張出し部Ｓまで引回された後、
符号ｔ２で示す位置で結合されて端子Ｔ_１に接続されている。なお、符号ｔ１、ｔ２は分
岐接続点を示している。

分岐された電源線Ｌ_１、Ｌ_２及び出力線Ｌ_０の断面構造は、図４に示すように、ＴＦＴ
基板２上に設けたゲート絶縁膜３の上に出力線Ｌ_０を中央にして両側に所定の間隔をあけ
て分岐された電源線Ｌ_１、Ｌ_２が配設され、この２本の電源線Ｌ_１、Ｌ_２は保護絶縁膜５
で覆われて、その上に透明材料からなる導電膜（ＩＴＯ）６が形成された構成となってい
る。また、保護絶縁膜５には、任意の箇所でコンタクトホールが形成されて、このコンタ
クトホールを利用して各電源線Ｌ_１、Ｌ_２と導電膜６とが電気的に接続されている。また
、導電膜６は基準電圧源Ｖｒｅｆに接続されている。

このように出力線Ｌ_０は、周囲を各電源線Ｌ_１、Ｌ_２及び導電膜６で覆われ、これらが
基準電圧源Ｖｒｅｆに接続されることにより、出力線Ｌ_０が静電シールドされるので、外
部ノイズによって影響を受けることがなくなる。また、出力線Ｌ_０と各電源線Ｌ、Ｌ_１、
Ｌ_２との間には図２に示すコンデンサＣのコンデンサ容量の一部が形成され、この容量は
、出力線Ｌ_０及び電源線Ｌ、Ｌ_１、Ｌ_２がＴＦＴ基板２の長辺２ｄに沿って配設されるの
で容量が大きなものとなる。また、電源線Ｌ、Ｌ_１、Ｌ_２及び出力線Ｌ_０は、液晶表示パ
ネル１の製造工程においてＴＦＴ光センサのソース電極Ｓ_Ｌ及びドレイン電極Ｄ_Ｌと同様
に、スイッチング素子としてのＴＦＴのソース線ＳＷ_１〜ＳＷ_ｍと同一の材料を用いて形
成される。これにより、これらの引出し配線Ｌ、Ｌ_０〜Ｌ_２を形成する際にはスイッチン
グ素子としてのＴＦＴのソース線ＳＷ_１〜ＳＷ_ｍ形成工程と同時に形成できるため、工程
数を増加させることなく簡単に形成することができる。

なお、ここでは電源線Ｌを２本に分岐した例を示したが、予め２本の電源線Ｌ_１、Ｌ_２
を出力線Ｌ_０と平行に設けておき、保護絶縁膜５に設けたコンタクトホールを介して２本
の電源線Ｌ_１、Ｌ_２をそれぞれ導電膜６と電気的に接続する構成としてもよい。

次に、図２を参照して、この光検出部ＬＳの動作を説明する。

先ず、基準電圧源Ｖｒｅｆからドレイン電極Ｄ_Ｌに一定の直流電圧（例えば、０Ｖ）を
印加するとともに、ＴＦＴ光センサのゲート電極Ｇ_Ｌに一定の負電圧（例えば−１０Ｖ）
を印加し、スイッチ素子ＳＷを所定時間（例えば図２（ｂ）の（２）参照）オン状態とし
て一定の基準電圧Ｖｓ（例えば＋２Ｖ）をコンデンサＣに印加して、このコンデンサＣに
基準電圧Ｖｓと基準電圧源Ｖｒｅｆからの直流電圧との差電圧Ｖａを充電する。このとき
、カラーフィルタ基板ＣＦのコモン電極には、図２（ｂ）の（１）に示すような所定の振
幅を有する矩形波からなるＶＣＯＭ電圧が印加されている。この状態において、ＴＦＴ光
センサに外光が照射されると、ＴＦＴセンサにリーク電流が流れてコンデンサＣの充電電
圧の一部が放電し、この放電量は周囲の明るさに応じて時間とともに増加するので、この
放電した分の電圧を差し引いたコンデンサＣの充電電圧、すなわち、出力電圧Ｖｓ’は、
図２（ｂ）の（３）に示すように（なお、図２では簡易的に直線的に示しているが)放電
カーブを描いて低下した後の電圧となる。そしてこの出力電圧Ｖｓ’は、不図示の出力読
取部で読み取られて、バックライトの制御を行う。

この実施例１によると、出力線Ｌ_０は、その両側に各電源線Ｌ_１、Ｌ_２が配設され、し
かも出力線Ｌ_０及び各電源線Ｌ_１、Ｌ_２が保護絶縁膜５を介して導電膜６で覆われ、さら
に電源線Ｌ、Ｌ_１、Ｌ_２のいずれかと導電膜６とが電気的に接続され、以って導電膜６が
基準電圧源Ｖｒｅｆに接続されるので、出力線Ｌ_０が静電シールドされて外部ノイズの影
響を抑制することができる。

また、各電源線と出力線との間に形成される容量及び基準電圧源Ｖｒｅｆを一定の直流
電圧にすることにより、ＶＣＯＭ電圧の影響を極力受けない安定した出力電圧Ｖｓ’を得
ることができる。なお、基準電圧源Ｖｒｅｆを一定の直流電圧に代えて矩形波からなるＶ
ＣＯＭ電圧にすると、その出力電圧は、図２（ｂ）の（４）に示すように、このＶＣＯＭ
電圧に同期して低下するものとなり、安定性に欠け読取部の読み取りが難しくなる。また
、基準電圧源Ｖｒｅｆを一定の直流電圧とした状態で出力線Ｌ_０の周囲をシールドしない
構造とすると、出力線Ｌ_０とコモン電極との間に生じる寄生容量により、出力電圧はＶＣ
ＯＭ電圧の影響を受けて図２（ｂ）の（５）に示すように不安定になる。

図５は光検出部ＬＳを構成する光センサの変形例を示し、図５（ａ）はＴＦＴ基板上の
光センサをＣＦ基板のセンサ窓から透視して模式して表した平面図、図５（ｂ）は図５（
ａ）のＢ−Ｂ線の断面図である。

光検出部ＬＳのＴＦＴ光センサは、図５（ｂ）に示すように、先ず、ＴＦＴ基板２上に
ＴＦＴ光センサのゲート電極Ｇ_Ｌが形成され、このゲート電極Ｇ_Ｌがゲート絶縁膜３で覆
われ、このゲート電極Ｇ_Ｌを覆ったゲート絶縁膜３の真上に半導体層４が形成されている
。また、ゲート絶縁膜３上にはドレイン電極Ｄ_Ｌおよびソース電極Ｓ_Ｌが半導体層４と接
触するように設けられている。これらのドレイン電極Ｄ_Ｌおよびソース電極Ｓ_Ｌは、図５
（ａ）に示すように、それぞれ所定の隙間を有する櫛歯状の電極片を有し、一方の櫛歯状
の電極片が他方の櫛歯状の電極片間に入り込むようにしてゲート絶縁膜３上に形成されて
いる。

その結果、ソース電極Ｓ_Ｌの電極片とドレイン電極Ｄ_Ｌの電極片とが交互に配置される
ことになる。このように各電極片を交互に配置することにより、各ソース電極Ｓ_Ｌおよび
ドレイン電極Ｄ_Ｌで画定されるチャンネルが拡大されて、広い範囲で外光の検出が可能に
なる。これらの半導体層４、ソース電極Ｓ_Ｌ及びドレイン電極Ｄ_Ｌは、平面視してゲート
電極Ｇ_Ｌの内側に配設されている。このようにゲート電極Ｇ_Ｌの内側に半導体層４、ソー
ス電極Ｓ_Ｌ及びドレイン電極Ｄ_Ｌを配設することにより、ＴＦＴ基板２の背面のバックラ
イトからの光がゲート電極Ｇ_Ｌで遮光されて半導体層４へ照射されることがなくなる。

また、ゲート電極Ｇ_Ｌは、ＣＦ基板に設けるセンサ窓より大きく形成されている。さら
に、これらのドレイン電極Ｄ_Ｌ、ソース電極Ｓ_Ｌ、半導体層４およびこれら電極等の周囲
は保護絶縁膜５で覆われ、この保護絶縁膜５の上に平坦化膜７が形成されている。そして
、この平坦化膜７の表面は、導電膜６で覆われている。また、保護絶縁膜５及び平坦化膜
７には、コンタクトホールＨが形成されており、このコンタクトホールＨを利用してドレ
イン電極Ｄ_Ｌと導電膜６とが電気的に接続されている。これにより導電膜６は基準電圧源
Ｖｒｅｆに接続されている。

この構成によると、ＴＦＴ基板２上に形成されたＴＦＴ光センサ及びその出力線Ｌ_０を
覆うように間に保護絶縁膜５及び平坦化膜７を介して導電膜６が形成され、この導電膜６
がコンタクトホールＨを介してドレイン電極Ｄ_Ｌに電気的に接続され、しかも、この導電
膜６が基準電圧源Ｖｒｅｆに接続される。これにより、ＣＦ基板の共通電極に印加される
ＶＣＯＭ電圧とソース電極Ｓ_Ｌ及び出力線Ｌ_０の間に電源線Ｌ、Ｌ_１、Ｌ_２に接続された
導電膜６が介在するので、ＶＣＯＭ電圧がＴＦＴ光センサの出力信号に影響を与えること
を防ぐことができる。

図６は本発明の実施例２に係る液晶表示パネルのカラーフィルタ基板を透視して表した
ＴＦＴ基板を模式的に示した平面図、図７は図６のＣ−Ｃ線の断面図である。

この液晶表示パネル１Ａは、実施例１の液晶表示パネル１と比すると電源線と出力線と
が積層配線された点以外は同様の構成を備えている。そこで、実施例１と共通する構成に
は、同じ符号を付して重複説明を省略し、異なる構成について説明する。

この液晶表示パネル１Ａは、光検出部ＬＳからの電源線Ｌ及び出力線Ｌ_０がゲート絶縁
膜３を間に介在させて積層されている。すなわち、図７に示すように、ＴＦＴ基板２上に
ゲート線Ｇ_Ｌと同一工程で電源線Ｌが設けられ、この電源線Ｌをゲート絶縁膜３で覆い、
ゲート絶縁膜３を介して電源線Ｌと重なるように、ソース電極Ｓ_Ｌ及びドレイン電極Ｄ_Ｌ
と同一工程で出力線Ｌ_０を積層し、これらを保護絶縁膜５で覆い、さらに、その上を透明
材料からなる導電膜（ＩＴＯ）６で覆った構成を有している。

なお、ゲート絶縁膜３の一部にコンタクトホール（図示省略）を設けることで電源線Ｌ
はドレイン電極Ｄ_Ｌに接続されている。また、各絶縁膜５、３には、任意の箇所にコンタ
クトホール（図示省略）が形成されて、このコンタクトホールを利用して電源線Ｌと導電
膜６とが電気的に接続されている。さらに、この接続によって導電膜６は基準電圧源Ｖｒ
ｅｆに接続されている。出力線Ｌ_０はソース電極Ｓ_Ｌと同一材料で同一の製造工程で一体
に形成される。また、電源線Ｌはゲート電極Ｇ_Ｌと同一材料で同一の製造工程で形成され
る。これによりこれらの各引出し配線の形成が簡単になる。

この構成によると、出力線Ｌ_０の真下にゲート絶縁膜３を介して電源線Ｌが配設され、
真上に保護絶縁膜５を介して導電膜６が配設されるので、出力線Ｌ_０は導電膜６及び電源
線Ｌに囲まれて静電シールドされる。このような構成とすると、特に、ＴＦＴ基板２の真
下からのノイズが遮蔽できるようになる。

図７に示す引出し配線Ｌ、Ｌ_０は、出力線Ｌ_０及び電源線Ｌの幅長が略同じなっている
が、電源線Ｌの幅長を出力線Ｌ_０の幅長より幅広にするのが好ましい。なお、図８は図６
に示す液晶表示パネルの引出し配線の変形例を示し、図８（ａ）は、図６の一方の長辺（
２ｄ）部分の配線及び引出し配線を模式的に表した拡大平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）
のＤ−Ｄ線の断面図である。

この変形例に係る電源線Ｌと出力線Ｌ_０の長手方向と直交する方向の幅長をＷ_２、Ｗ_１
としたとき、W_２がW_１より幅広に形成されている。そして、電源線Ｌの幅長Ｗ_２よりさら
に幅広な幅長Ｗ_３を有する導電膜６により出力線Ｌ_０は覆われている。出力線Ｌ_０は上下
が各絶縁膜３、５で覆われており、これらの絶縁膜３、５にはコンタクトホールＨが形成
されて、このコンタクトホールＨにより導電膜６が電源線Ｌに電気的に接続されている。
また、この接続により導電膜６は基準電圧源Ｖｒｅｆに接続される。この構成により、出
力線L_０は、その外周囲のほぼ全周が幅広の導電膜６及び電源線Ｌで覆われるのでシール
ド効果がより向上する。

図９は本発明の実施例３に係る液晶表示パネルをＴＦＴ基板に積層されたカラーフィル
タ基板から下方のＴＦＴ基板の配線等が透視して見えるように図示した平面図、図１０は
図９のＥ−Ｅ線の断面図である。この液晶表示パネル１Ｂは、実施例１の液晶表示パネル
１とは電源線と出力線とが積層配線された点以外は実施例１の液晶表示パネル１と同様の
構成を備えている。そこで、実施例１と共通する構成には、同じ符号を付して重複説明を
省略し、異なる構成について説明する。

この液晶表示パネル１Ｂは、光検出部ＬＳからの出力線Ｌ_０がゲート絶縁膜３の上に形
成されて、保護絶縁膜５で覆われ、この保護絶縁膜５の上に、ドレイン電極Ｄ_Ｌに接続さ
れた透明材料からなる導電膜（ＩＴＯ）６が形成された構成を有している。すなわち、こ
の導電膜６が電源線Ｌとなっており、端子Ｔ_１を介して外部回路に接続されている。この
ように出力線Ｌ_０の上方が電源線Ｌとなる導電膜（ＩＴＯ）６で覆われることにより、出
力線Ｌ_０が静電シールドされるので、特に、ＴＦＴ基板２の真上からのノイズが遮蔽され
る。この出力線Ｌ_０はソース電極Ｓ_Ｌと同一材料で同一の製造工程で一体に形成されるも
のであり、電源線Ｌとしての導電膜６は、液晶駆動用の画素電極と同時に形成され、かつ
その一端部がドレイン電極Ｄ_Ｌに接続されている。これにより各引出し配線Ｌ、Ｌ_０の形
成が簡単になる。

図１１は本発明の実施例４に係る液晶表示パネルをＴＦＴ基板に積層されたカラーフィ
ルタ基板から下方のＴＦＴ基板の配線等が透視して見えるように図示した平面図、図１２
は図１１のＦ−Ｆ線の断面図である。この液晶表示パネル１Ｃは、実施例１の液晶表示パ
ネル１とは電源線と出力線とが積層配線された点以外は実施例１の液晶表示パネル１と同
様の構成を備えている。そこで、実施例１と共通する構成には、同じ符号を付して重複説
明を省略し、異なる構成について説明する。

この液晶表示パネル１Ｂは、図１１及び図１２に示すように、出力線Ｌ_０がＴＦＴ基板
２の上に形成されて、ゲート絶縁膜５で覆われ、このゲート絶縁膜３の上には、光検出部
ＬＳのドレイン電極Ｄ_Ｌから延設された、出力線Ｌ_０よりも幅広な電源線Ｌが、出力線Ｌ
_０を覆うように形成されている。そして、この電源線Ｌは保護絶縁膜５により覆われてい
る。なお、出力線Ｌ_０はゲート絶縁膜３に設けられた図示しないコンタクトホールを介し
てソース電極Ｓ_Ｌに接続されている。

このように、出力線Ｌ_０の上方が電源線Ｌで覆われることで、出力線Ｌ_０が静電シール
ドされる。これにより、特にＴＦＴ基板の真上からのノイズが遮蔽される。この出力線Ｌ
_０はゲート電極Ｇ_Ｌと同一材料で同一の製造工程で一体に形成され、且つその一端がゲー
ト絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介してソース電極Ｓ_Ｌに接続されている。また
、電源線Ｌはソース電極Ｓ_Ｌ及びドレイン電極Ｄ_Ｌと同一材料で同一の製造工程で一体に
形成され、ドレイン電極Ｄ_Ｌを延設して形成されている。

なお、本実施例４においても、光検出部ＬＳは導電膜（ＩＴＯ）６によりその表面が覆
われるようにすると好ましく、また、この透明電極ＬＳは保護絶縁膜５等に設けられた図
示しないコンタクトホールを介して電源線Ｌに接続されていると好ましい。

以上、本発明を上記の実施形態で詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発
明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想及び精神を離
れることなく修正又は変更できる。例えば、光センサは、薄膜トランジスタでなく他の光
センサ、例えばフォトダイオードを使用できる。また、ＴＦＴ光センサの作動回路は図２
（ａ）のものに限定されず、例えば、ソース電極Ｓ_Ｌを基準電圧源Ｖｒｅｆに接続すると
ともにドレイン電極Ｄ_Ｌを基準電圧源Ｖｓに接続して、ＴＦＴ光センサから出力された光
電流をコンデンサＣに充電するようにした回路にしてもよい。

図１は本発明の実施例１に係る液晶表示パネルのカラーフィルタ基板を透視して表したＴＦＴ基板を模式的に示した平面図である。図２（ａ）は光検出部の等価回路図、図２（ｂ）はコモン電極に印加されるＶＣＯＭ電圧とセンサ出力との関係を説明する波形図である。図３は光検出部の断面図である。図４は図１のＡ−Ａ断面図である。図５は光検出部ＬＳを構成する光センサの変形例を示し、図５（ａ）はＴＦＴ基板上の光センサをＣＦ基板のセンサ窓から透視して模式して表した平面図、図５（ｂ）図５（ａ）のＢ−Ｂ’線の断面図である。図６は本発明の実施例２に係る液晶表示パネルのカラーフィルタ基板を透視して表したＴＦＴ基板を模式的に示した平面図である。図６は図６のＣ−Ｃ線の断面図である。図８は引出し線の変形例を示し、図８（ａ）は、図６の長辺２ｂ部分の配線及び引出し配線を模式的に表した平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＤ−Ｄ線の断面図である。図９は本発明の実施例３に係る液晶表示パネルをＴＦＴ基板に積層されたカラーフィルタ基板から下方のＴＦＴ基板の配線等が透視して見えるように図示した平面図である。図１０は図９のＥ−Ｅ線の断面図である。図１１は本発明の実施例３に係る液晶表示パネルをＴＦＴ基板に積層されたカラーフィルタ基板から下方のＴＦＴ基板の配線等が透視して見えるように図示した平面図である。図１２は図１１のＦ−Ｆ線の断面図である。

符号の説明

１・１Ａ〜１Ｃ液晶表示パネル、２アクティブマトリクス（ＴＦＴ）基板、Ｓ
張出し部、３ゲート絶縁膜、５保護絶縁膜、６導電膜、ＬＳ光検出部、
Ｌ_０出力線、Ｌ・Ｌ_１・Ｌ_２電源線、Ｈコンタクトホール、Ｖｒｅｆ基準電圧源
、Ｖａ差電圧、Ｖｓ基準電圧、Ｖｓ’ 出力電圧

Claims

アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶層が設けられた液晶表示パネルと、前記アクティブマトリクス基板に設けられた外光を検知する光センサを有する光検出部と、前記光検出部からの出力信号を導出する出力線と、一定電圧が供給される電源線と、前記光検出部の出力により制御される照光手段とを備えた液晶表示装置において、
前記光センサは透明絶縁層を介して透明電極で被覆され、前記透明電極は前記透明絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して前記電源線に電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記光センサは薄膜トランジスタからなり、前記透明電極は、平面視で前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極の対向部分を覆っ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。
前記ソース電極及びドレイン電極は互いにくし歯状に形成され、互いに一定距離隔てて噛み合うように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記薄膜トランジスタの表面は平坦化膜で被覆され、前記透明電極は、前記平坦化膜の表面に形成されていると共に、前記平坦化膜及び透明絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して前記電源線に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記電源線及び前記出力線のうち少なくとも出力線は前記透明絶縁層を介して前記透明電極で被覆されているとともに、前記透明電極は前記透明絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して前記電源線と電気的に接続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。
前記電源線は２本平行に設けられ、前記出力線は前記２本の電源線の間に配設されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
前記電源線上に第１の透明絶縁層、前記出力線、第２の透明絶縁層及び前記透明電極がこれらの順に平面視で前記電源線、前記出力線及び前記透明電極が重なるように積層配設されているとともに、前記透明電極は前記第１及び第２の透明絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して前記電源線に接続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。
前記電源線及び前記透明電極の長手方向と直交する方向の幅長は、前記出力線の同方向の幅長より大きく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。
前記電源線は前記アクティブマトリクス基板上に形成される液晶表示パネルのスイッチング素子である薄膜トランジスタのゲート電極と同じ材料で形成され、前記出力線はソース電極及びドレイン電極と同じ材料で形成され、前記透明電極は前記液晶表示パネルの画素電極と同じ材料で形成されることを特徴とする請求項７または８に記載の液晶表示装置。
前記電源線は前記透明絶縁層を介して前記出力線上に平面視で重なるように積層配置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。
前記電源線の長手方向と直交する方向の幅長が、前記出力線の同方向の幅長より大きくされていることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
前記出力線は前記アクティブマトリクス基板上に形成される液晶表示パネルのスイッチング素子である薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と同じ材料で形成され、前記電源線は前記液晶表示パネルの画素電極と同じ材料で形成されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の液晶表示装置。
前記出力線は前記アクティブマトリクス基板上に形成される液晶表示パネルのスイッチング素子である薄膜トランジスタのゲート電極と同じ材料で形成され、前記電源線は前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と同じ材料で形成されることを特徴とする請求項１０または１１に記載の液晶表示装置。
前記電源線及び前記出力線は、前記アクティブマトリクス基板上に形成される液晶表示パネルのスイッチング素子としての薄膜トランジスタと製造工程において同時に形成されたものであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記光センサは薄膜トランジスタとコンデンサにより構成されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記薄膜トランジスタのソース電極は前記コンデンサの一方の電極に接続され、更に前記出力線に接続されており、コンデンサのもう一方の電極は前記電源線に接続されていることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置。
前記薄膜トランジスタのゲート電極には、所定の負電圧が印加され、前記薄膜トランジスタのソース電極は前記コンデンサの一方の電極に接続されるとともに、スイッチ素子を介して基準電圧供給源に接続され、前記スイッチ素子をオン状態にすることにより前記コンデンサに充電することを特徴とする請求項１６に記載の液晶表示装置。