液晶显示装置的制造方法_3

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I的上部电极21经由未图示的接触孔而与共用电极布线连接。由此,被赋予了复位信号时,能够将第I光传感器SI的电位设为共用电位。绝缘层33能够利用例如氧化硅、氮氧化硅、氧化铝及包含这些材料的混合氧化物、或者感光性且能够进行碱性显影的丙烯酸树脂等来形成。图2中未图示的第2光传感器S2也能够与第I光传感器SI同样地形成。
[0071]在第I光传感器S1、第2光传感器S2的下部配设多个晶体管,能够进行第I光传感器S1、第2光传感器S2的驱动。氧化物半导体的多个晶体管例如能够使用在第I光传感器SI或第2光传感器S2的选择晶体管、放大用晶体管、复位用晶体管、或者液晶驱动用晶体管等中。在第I光传感器S1、第2光传感器S2的电容较小的情况下,能够各自辅助地配设有电容器。
[0072]构成金属布线24的铜或者铜合金的光的反射率如图1所示那样,在光的长波长侦叭特别是在600nm以上示出了高的反射率。如图2所示那样,在对第I光传感器S1、第2光传感器S2的下部进行填埋的、即与第I光传感器S1、第2光传感器S2重叠的区域,配设金属布线24的图案,由此,能够使被该金属布线24反射的反射光由第I光传感器S1、第2光传感器S2来进行受光。由此,能够提高第I光传感器S1、第2光传感器S2的受光效率。
[0073]本实施方式中的黑矩阵2如图5的表示波长选择透射特性的线BLKl所示那样,具有在680nm以上800nm以下的检测波长区中透射率成为50%以上、在比透射率成为50%以上的波长更靠长波长侧成为更高的透射率的透射特性,几乎不使可见光透射而使红外线区的光透射。黑矩阵2的半值波长能够通过有机颜料种类的选择或组合,在约680nm至800nm的范围内进行调整。所谓半值波长,在此定义为透射率成为50%时的光的波长。另外,黑矩阵2的材料构成留待后面详述。
[0074]图6为沿着图3的A — A’线的截面图,说明作为液晶显示装置的结构。另外,省略了液晶层的驱动用晶体管、偏振板、取向膜等的图示。
[0075]图6的液晶层6的液晶分子具有与阵列基板30的一面水平的初始取向,通过施加至像素电极31与共用电极32之间的电压而在面上进行旋转的动作,控制从背光灯单元出射的光的透射率,由此来进行显示。液晶分子的介电常数各向异性既可以为正也可以为负。在对置基板100的透明树脂层12(第I透明树脂层)上未形成ITO等透明电极。另外,透明树脂层12上的取向膜省略了图示。
[0076]〈第2实施方式〉
[0077]第2实施方式如图7、图8所示那样,为具备在液晶显示装置的与形成于黑矩阵2的像素开口部20对应的位置处配设有红色层R、绿色层G、蓝色层B的彩色滤光片的结构(图7、8中放大地示出了绿色层G部分)。第I光传感器S1、第2光传感器S2与第I实施方式同样,在多个像素的各自中形成。液晶层6的液晶分子是初始取向为垂直取向的液晶,通过施加至对置电极(共用电极)52与像素电极51间的电压而被驱动,在电压施加时向水平方向倾倒,使光透射。偏振板通过正交尼科耳结构而设为常闭。
[0078]图8为沿着图7的C 一 C’线的截面图。以与黑矩阵2大致相同的形状、以规定图案来配设遮光层3,而且在彩色滤光片上形成有第2透明树脂层4。该第2透明树脂层能够省略其形成。
[0079]例如,遮光层3是使用遮光性的碳来作为色材而形成的,实质上使可见光和红外线区均不透射。黑矩阵2与第I实施方式相同,混合有多个有机颜料,具有使可见光区实质上不透射而使红外线区透射的特性。
[0080]本发明的实施方式所涉及的黑矩阵2如图5的表示波长选择透射特性的线BLKl以及BLK2所代表那样,能够将50%透射率的波长(半值波长)设定为约680nm至800nm的范围。该半值波长的调整能够通过有机颜料的组合或颜料比率、或者黑矩阵2的膜厚的调整来进行。
[0081]本实施方式的黑矩阵2如图9所示那样,在未形成有遮光层3及金属布线24的图案的区域,具有与彩色滤光片(图9中为绿色层G)重叠的重叠部。另外,图9为沿着图7的D — D’线的截面图。
[0082]图10为表示绿色层G的图案的透射特性GL、将绿色层G的图案与黑矩阵2的透射特性BLKl (参照图5以及图9)重叠后的透射特性GLBLK的一个例子的图表。透射特性GL相当于图9所示的第2光传感器S2的受光数据。透射特性GLBLK相当于图9所示的第I光传感器SI的受光数据。
[0083]可见光区的高精度的绿色的检测数据是从经由绿色层G的图案检测到的光的检测数据中减去绿色层G的图案与黑矩阵2光学地重叠而检测到的光的检测数据得到的。这些数据的运算处理由处理部34来进行,能够仅抽取可见光区的绿色的检测数据。
[0084]图11为表示红色层R的图案的透射特性RL、将红色层R的图案与黑矩阵2的透射特性BLKl (参照图5以及图9)重叠后的透射特性RLBLK的一个例子的图表。透射特性RL相当于图9所示的第2光传感器S2的受光数据。透射特性RLBLK相当于图9所示的第I光传感器SI的受光数据。
[0085]可见光区的高精度的红色的检测数据是从经由红色层R的图案检测到的光的检测数据中减去红色层R的图案与黑矩阵2光学地重叠而检测到的光的检测数据得到的。这些数据的运算处理由处理部34来进行,能够仅抽取可见光区的红色的检测数据。
[0086]图12为表示蓝色层B的图案的透射特性BL、将蓝色层B的图案与黑矩阵2的透射特性BLKl重叠后的透射特性BLBLK的一个例子的图表。透射特性BL相当于图9所示的第2光传感器S2的受光数据。透射特性BLBLK相当于图9所示的第I光传感器SI的受光数据。
[0087]可见光区的高精度的蓝色的检测数据是从经由蓝色层B的图案检测到的光的检测数据中减去将蓝色层B的图案与黑矩阵2光学地重叠而检测到的光的检测数据得到的。这些数据的运算处理由处理部34来进行,能够仅抽取可见光区的蓝色的检测数据。
[0088]第I光传感器SI与第2光传感器S2第I的受光数据的减法在其运算时,能够对所述的环境温度的变化等引起的暗电流进行补偿,因此,能够抽取更高精度的受光数据。如果入射光是太阳光那样的外光或者黑暗的室内等外光,则还能够将这些受光数据与各自的受光条件相应地反馈给液晶显示装置的亮度调整。
[0089]在以近红外线区的例如仅680nm至800nm范围中的受光数据的取得为目的的情况下,例如从位于红色层R的图案与黑矩阵2重叠的重叠部的下部的第I光传感器SI的受光数据中对位于蓝色层B的图案与黑矩阵2重叠的重叠部的下部的第I光传感器SI的受光数据进行减法运算。由此,能够抽取680nm至800nm之间的受光数据。此时,还能够同时进行所述的暗电流的补偿。
[0090]此外,图9中,还能够在省略了图示的背光灯单元中具备红色.绿色.蓝色发光的各个固体发光元件(LED)。例如,对红色LED、绿色LED、蓝色LED进行时分割(场次序)发光与像素部的液晶的同步控制。由此,能够进行全彩显示。而且,除了红色LED、绿色LED、蓝色LED之外再加上红外线发光LED,由此能够将从红外线发光LED出射的红外线向手指等指示器照射,能够将这样的构造用于触摸感测用途。
[0091]能够将第I光传感器SI应用于红外线受光的检测。如果同时采用红色?绿色?蓝色发光并反映于受光数据,则能够将第I光传感器SI及第2光传感器S2应用于彩色复印或个人验证等中。例如,通过300ppi以上的高精密化,还能够通过具备本发明的实施方式所涉及的液晶显示装置用基板的液晶显示装置,应用于手指识别等个人验证系统。
[0092]另外,在本发明的实施方式所涉及的液晶显示装置的光传感器中使用硅系的光电二极管的情况下,可以使用PIN 二极管,也可以使用PN 二极管。在PIN 二极管的情况下,可以将P型区域/本征区域/N型区域的排列沿着透明基板的面的水平方向并列配设,或者,也可以是在透明基板的面的垂直方向上层叠的结构。
[0093]如以上那样,通过活用本发明所涉及的液晶显示装置中具备的在黑矩阵2与红色层R的图案重叠的位置、黑矩阵2与绿色层G的图案重叠的位置、黑矩阵2与蓝色层B的图案重叠的位置的各自处设置的重叠部,能够实现高精度的颜色分离。
[0094]通过具备本发明的实施方式所涉及的显示装置用基板的液晶显示装置,例如能够实现彩色复印、彩色摄像或作为运动传感器的活用、利用了红外线区的触摸感测、光通信等。
[0095]另外,遮光层3与黑矩阵2各自的近红外线区的透射率不同,因此,制造工序中的对准(对位)例如能够通过SOOnm的波长的光来进行对准。本实施方式的遮光层3的形成图案能够作为将包含多个开口部的周围的4边包围的、具有高的遮光性的边框部来使用。也能够通过遮光层3在透明基板上预先形成对位用的标记。
[0096]〈第3实施方式〉
[0097]第3实施方式为在形成红色层R的图案、绿色层G的图案、蓝色层B的图案之前先形成黑矩阵2的本发明的一实施方式。
[0098]图13中示出了第3实施方式的液晶显示装置的局部截面图。
[0099]第3实施方式的液晶层6的液晶分子是初始取向为垂直取向的液晶,通过施加至对置电极(共用电极)52与像素电极51间的电压而被驱动,在电压施加时向水平方向倾倒,使光透射。偏振板通过正交尼科耳结构而设为常闭。
[0100]在不以颜色分离为目的而以利用红外线区的触摸感测为目的的情况下,也可以省略第2光传感器S2的配设。在以利用近红外线区的触摸感测为目的的情况下,仅将红色层R的图案、绿色层G的图案、蓝色层B的图案的任一个与黑矩阵2重叠的重叠部配设在第I光传感器SI即可。该第I光传感器SI例如能够以在I像素中形成一个,或者在3像素、6像素中形成一个的方式以各种密度来形成。
[0101]<构成材料的例示>
[0102]以下,描述上述的各实施方式所示的液晶装置的各构件中的构成材料O) 一个例子。
[0103](透明树脂)
[0104]黑矩阵2、遮光层3以及由红色层R、绿色层G、蓝色层B的像素图案构成的彩色滤光片的形成所使用的感光性着色组成物,除了颜料分散体(以下称作糊剂)之外,还含有多官能性单体、感光性树脂或者非感光性树脂、聚合引发剂、溶剂等。例如,本实施方式所使
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