TWI313771B - Liquid crystal display device, electro-optical device - Google Patents
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Description
1313771
(1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於液晶顯示裝置、光電裝置及其製造方法 、電子機器。 【先前技術】 液晶顯示裝置係由：使畫素電極與爲了控制該畫素電 極之TFT(Thin Film Transistor薄膜電晶體）等之開關元件 ，配置於相互交叉成矩陣狀之複數資料線及掃描線間，所 構成之元件基板；和形成有對向於畫素電極之對向電極的 對向基板；與塡充於此等兩基板間之液晶所形成之液晶顯 示面板（顯示部）所構成。該開關元件是電性連接於供給像 素訊號的該資料線，以及被依序施加有掃描訊號的該掃描 線。而且，在液晶顯示面板的週邊外側區域，配設有控制 該開關元件的開閉或液晶顯示的掃描線驅動電路以及資料 線驅動電路。 而且在液晶顯示裝置中，於該液晶顯示面板的週邊外 側區域不僅該掃描線驅動電路以及該資料線驅動電路，亦 外附安裝種種感測器等元件，或各種電路（1C)等各種功能 元件（例如專利文獻1)。 [專利文獻1] 日本特開平5-80314號公報（第6頁，圖1) (2) 1313771 【發明內容】 [發明槪要] 可是，以外裝於液晶顯示面板外部之形式，安裝各種 構件時，以基板來看，不助於觀察時之顯示週邊安裝領域 將會變大，對以特定所限制基板內之液晶顯示裝置之高功 能化有其限度，而用於外裝的液晶顯示裝置之整合化係較 爲困難。 而且，功能元件也僅能搭載像可搭載於液晶顯示面板 的週邊外側區域的種類的構件；例如像功能元件要做矩陣 配置，均勻地二組配置相同功能才較佳的構件的情形或佔 有面積寬的區域型的構件的情形等，則無法搭載其功能元 件，對於可搭載的功能有其限界。 再者，對於在前述液晶顯示面板以外附的形式安裝功 能元件的情形，爲了使液晶顯示面板與功能元件爲不同構 件，製造液晶顯示面板的製程與製造功能元件的製程需分 別進行，故招致製程數增加、製程變長、成本上升。 本發明係有鑑於上述事情而發明之，其目的爲於液晶 顯示面板之週邊外側領域，無需外裝功能元件，且可搭載 包含無法搭載於外側領域之種類之構件的功能元件，進而 可達成高整合化或高功能化，同時，提供可降低成本之液 晶顯示裝置、光電裝置和其製造方法、電子機器。 爲了達成上述目的，與本發明有關的第一液晶顯示裝 置，具有排列成矩陣狀的複數個像素與驅動此像素的驅動 元件，其特徵爲：在由複數個該像素構成的供於顯示的區 -6- (3) 1313771 域（所謂像素顯示區域）內配置具備與該驅動元件的功能不 同功能的功能元件。 如果依照上述本發明的第一液晶顯示裝置，在由構成 液晶顯示裝置的複數個像素構成的供於顯示的區域內部， 因可作成組裝功能元件的構成，故在供於顯示的區域內部 可內裝種種功能，可謀求高功能化、高積集化。
而且爲了達成上述目的，與本發明有關的第二液晶顯 示裝置’具有排列成矩陣狀的複數個像素，與由驅動此像 素的驅動元件以及驅動該像素用的訊號的配線層構成的供 於顯示的區域’其特徵爲：在該供於顯示的區域內，在對 該驅動元件或該配線層重疊的位置具備與該驅動元件的功 能不同功能的功能元件。
如果依照上述本發明的第二液晶顯示裝置，對配線層 或驅動元件而重疊的位置，係即使爲以透過模式的顯示、 或以反射模式的顯示中任一者也不影響進行顯示時的顯示 品質的位置，故藉由利用此位置藉由將功能元件形成於供 於顯不的區域內，則內建功能元件會達成高功能化，同時 也不會降低顯示品質。 而且爲了達成上述目的，本發明的第三液晶顯示裝置 ’具有各像素以預定的間隔排列成矩陣狀的複數個像素與 驅動此像素的驅動元件，其特徵爲：在與該排列成矩陣狀 的複數個像素同一面內配設複數個具有與該驅動元件的功 能不同功能的功能元件，並且使此複數個功能元件的相互 間的間隔與該排列成矩陣狀的像素的間隔不同。 (4) 1313771 如果依照上述本發明的第三液晶顯示裝置，形成複數 個像素與複數個功能元件於同一平面內，藉由使複數個各 功能元件的間隔與複數個各像素的間隔不同，可盡可能降 低複數個功能元件造成的光的透過的妨礙，且可組裝功能 元件’在同一製程內進行形成像素的製程與製造功能元件 的製程，且謀求高功能化也不使顯示品質下降。 在上述構成的液晶顯示裝置中，加寬上述功能元件的 間隔較佳。 如果依照此構成，像素顯示區域內的功能元件的配設 數會減少，可降低功能元件的平面的佔有區域，可寬廣地 形成有助於透過光的顯示的區域，使開口率的下降最小， 防止顯示品質的下降。 . ~ * 而且，對於功能元件的配置，配設功能元件於挾持有 液晶的一對基板之中’與形成有該驅動元件以及該配線層 的一方的基板面對的他方的基板也可以。此情形可在該他 方的基板設置配設於面對該驅動元件的位置的遮光層，使 該功能元件中介存在於該遮光層與該他方的基板之間而配 設。或者也能形成該功能元件於面向該遮光層的該液晶側 。或者也能形成該功能元件於與面向該他方的基板的該液 晶側相反側的面。而且，配設該功能元件於挾持有液晶的 一對基板之中形成有該驅動元件以及該配線層的一方的基 板也可以。 而且爲了達成上述目的，本發明的第四液晶顯示裝置 ’具有各像素以預定的間隔排列成矩陣狀的複數個像素與 (5) 1313771
驅動此像素的驅動元件，其特徵爲：在與該排列成矩陣狀 的複數個像素同一面內配設複數個具有與該驅動元件的功 能不同功能的複數個功能元件，並且使具有第一功能的複 數個功能元件的相互間的間隔與該排列成矩陣狀的像素的 間隔不同，且在不與具有該第一功能的複數個功能元件熏 疊的位置，使具有與該第一功能不同功能的複數個功能元 件的相互間的間隔與該排列成矩陣狀的像素的間隔不同。 如果依照上述本發明的第四液晶顯示裝置，可搭載具 有不同功能的至少兩種類的功能元件，同時藉由使這些功 能元件的配置間隔與像素間隔不同，可盡可能降低配設複 數個功能元件造成的光透過的妨礙且組裝功能元件。
而且爲了達成上述目的，本發明的第五液晶顯示裝虞 ，具有排列成矩陣狀的複數個像素與驅動此像素的驅動元 件，其特徵爲：在與該排列成矩陣狀的複數個像素同一面 內配設複數個具有與該驅動元件的功能不同功能的功能元 件’並且使該像素的面積與功能元件的面積不同。此情形 例如可加大該像素的面積。 如果依照本發明的第五液晶顯示裝置，因可依照功能 元件的功能或性能與像素的佔有面積獨立而設定面積’故 可提高設計的自由度。而且，加大像素的面積的情形可抑 制配設功能元件造成的顯示品質的下降。 在上述本發明的第二液晶顯示裝置中，該配線層構成 互相交叉的複數條資料線與複數條掃描線，在被該資料線 與該掃描線包圍的區域具有分別配設的液晶驅動用的像_ -9- 1313771 (6) 電極’並且以該功能元件具有一對電極，令該一對電極互 相平面地交叉而配設於挾持有液晶的一對基板的每一個的 構成也可以。此構成爲組合主動矩陣型的液晶顯示裝置與 被動矩陣型的功能元件的例子。 或者具有排列成矩陣狀的複數個像素，與液晶驅動用 的複數個掃描電極以及與該複數個掃描電極平面地交叉的 複數個資料電極的液晶顯示裝置，以在供於顯示的區域內 配置有具有電氣連接於互相交叉的複數條資料線以及複數 條掃描線的功能元件用電極的功能元件的構成也可以。此 構成爲組合被動矩陣型的液晶顯示裝置與主動矩陣型的功 能元件的例子。或者以在供於顯示的區域內配置有具有功 能元件用電極的功能元件，液晶驅動用電極兼具該功能元 件用電極的構成也可以。 而且，該功能元件包含複數種類的各功能構件也可以 〇 本發明的第一光電裝置，具有排列成矩陣狀的複數個 像素與驅動此像素的驅動元件，其特徵爲：在由該複數個 像素構成的供於顯示的區域內配置具備與該驅動元件的功 能不同功能的功能元件。 以上雖然本發明以液晶顯示裝置來說明，惟具備這種 功能元件者並未限定液晶顯示裝置，本發明也能適用於具 有像素驅動用元件的其他光電裝置。此情形也可得到與上 述液晶顯示裝置的情形同樣的功效。 本發明的第二光電裝置，具有排列成矩陣狀的複數個 -10- 1313771 (7) 像素，與由驅動此像素的驅動元件以及驅動該像素用的訊 號的配線層構成的供於顯示的區域，其特徵爲：在該供於 顯示的區域內，對該驅動元件或該配線層重疊的位置配置 具備與該驅動元件的功能不同功能的功能元件。
本發明的第三光電裝置，具有各像素以預定的間隔排 列成矩陣狀的複數個像素與驅動此像素的驅動元件，其特 徵爲：在與該排列成矩陣狀的複數個像素同一面內配設複 數個具有與該驅動元件的功能不同功能的功能元件，並且 使此複數個功能元件的相互間的間隔與該排列成矩陣狀的 像素的間隔不同。
本發明的第四光電顯示裝置，具有各像素以預定的間 隔排列成矩陣狀的複數個像素與驅動此像素的驅動元件， 其特徵爲：在與該排列成矩陣狀的複數個像素同一面內配 設複數個具有與該驅動元件的功能不同功能的複數個功能 元件，並且使具有第一功能的複數個功能元件的相互間的 間隔與該排列成矩陣狀的像素的間隔不同，且在不與具有 該第一功能的複數個功能元件重疊的位置，使具有與該第 一功能不同功能的複數個功能元件的相互間的間隔與該排 列成矩陣狀的像素的間隔不同。 本發明的第五種光電裝置，具有排列成矩陣狀的複數 個像素與驅動此像素的驅動元件，其特徵爲：在與該排列 成矩陣狀的複數個像素同一面內配設複數個具有與該驅動 元件的功能不同功能的功能元件，並且使該像素的面積與 功能元件的面積不同。 -11 - (8) 1313771 本發明的第一光電裝置的製造方法，具有排列成矩陣 狀的複數個像素與驅動此像素的驅動元件，其特徵爲：在 由該複數個像素構成的供於顯示的區域內形成具備與該驅 動元件的功能不同功能的功能元件。 本發明的第二光電裝置的製造方法，具有排列成矩陣 狀的複數個像素’與由驅動此像素的驅動元件以及驅動該 像素用的訊號的配線層構成的供於顯示的區域，其特徵爲
在該供於顯示的區域內，對該驅動元件或該配線層重 疊的位置形成具備與該驅動元件的功能不同功能的功能元 件。
本發明的第三光電裝置的製造方法，具有各像素以預 定的間隔排列成矩陣狀的複數個像素與驅動此像素的驅動 元件，其特徵爲：在與該排列成矩陣狀的複數個像素同一 面內形成複數個具有與該驅動元件的功能不同功能的功能 元件，並且使此複數個功能元件的相互間的間隔與該排列 成矩陣狀的像素的間隔不同。 本發明的第四光電裝置的製造方法，具有各像素以預 定的間隔排列成矩陣狀的複數個像素與驅動此像素的驅動 元件，其特徵爲：在與該排列成矩陣狀的複數個像素同一 面內形成複數個具有與該驅動元件的功能不同功能的複數 個功能元件，並且使具有第一功能的複數個功能元件的相 互間的間隔與該排列成矩陣狀的像素的間隔不同，且在不 與具有該第一功能的複數個功能元件重疊的位置，使具有 -12- 1313771 (9) 與該第一功能不同功能的複數個功能元件的相互間的間隔 與該排列成矩陣狀的像素的間隔不同。 本發明的第五光電裝置的製造方法，具有排列成矩陣 狀的複數個像素與驅動此像素的驅動元件，其特徵爲：在 與該排列成矩陣狀的複數個像素同一面內配設複數個具有 與該驅動元件的功能不同功能的功能元件，並且使該像素 的面積與功能元件的面積不同。 本發明的電子機器，其特徵爲具備上述本發明的光電 裝置。如果依照本發明，可實現顯示品味優良，具備利用 觸控鍵（Touch key)、溫度的顯示補正功能等多種功能的置 子機器。 【實施方式】 [較佳實施形態之詳細說明] 以下參照圖面具體地說明本發明的較佳實施形態的一 例。 % [第一實施形態] (液晶顯示裝置的全體構成） 首先，參照圖1以下說明關於本發明的第一實施形態 的液晶顯示裝置的全體槪略構成。圖1是顯示液晶顯示裝 置的全體的槪略構成的一例的槪略斜視圖。 本實施形態的液晶顯示裝置1如圖丨所示例如爲主動 矩陣型的液晶顯示面板，由在一面形成矩陣狀的開關元件 -13- (10) 1313771 (驅動元件）（在圖1不圖示但詳細於後述）以及形成有像素 電極1 1的元件基板20，與面對前述元件基板20配設的 對向基板30，與藉由在這些元件基板20以及對向基板30 間封入液晶而形成的液晶層40構成。此外’在對向基板 3 0的四邊的周緣元件基板2 0上形成沿著前述對向基板3 0 的周緣之未圖示的密封材，藉由此四邊的密封材可封入液 晶。
而且，在圖1的液晶顯示裝置1中，構成在對向基板 30的周邊的外側區域A ;與由複數個像素1 0構成供於顯 示的區域，由在對向基板30內大致相同的輪廓構成的像 素顯示可能的像素顯示區域B。在對向基板30的周邊的 外側區域A中，該開關元件的開閉或顯示控制用的資料線 驅動電路3以及掃描線驅動電路4係配設於元件基板20 上，資料線驅動電路3沿著元件基板20的一邊，掃描線 驅動電路4沿著接鄰此一邊的一邊而配設。
此外，此處構成該像素顯示區域B的形成矩陣狀的複 數個像素10之中，一個像素1〇包含全部使一個像素動作 用的構成要素也就是包含像素電極、選擇像素電極用的開 關元件、保持電容、給予像素電極電位用的掃描線以及資 料線（任一個在圖1都未圖示，詳細於後述）、液晶層40 等的空間性元件。而且，一個像素被稱爲平面地由掃描線 與資料線區分的矩形的區域。但是，對於具有包含後述的 R(紅）、G(綠）、B(藍）的不同顏色的色素層的彩色濾光片 (Color fUter)的液晶顯示裝置的情形，以上所稱的像素爲 -14- (11) 1313771 —個點（Dot)，而以R、G、B的三點構成一個像素。 而且在本實施形態中，更於前述像素顯示區域B內的 &意空間內，配設任意個具有與該開關元件不同功能的功 能元件1 8。亦即使配設於外側區域A的構件等，配設於 像素顯示區域B的空間內。以下更詳細地說明關於液晶顯 示裝置的平面構造中的功能元件的配設位置、液晶顯示裝 ®的剖面構造中的功能元件的配設位置。
('液晶顯示裝置的平面構造） 首先針對液晶顯示裝置1的平面構造參照圖2來說明 °圖2是在本實施形態的液晶顯示裝置中於由形成矩陣狀 的複數個像素構成的像素顯示區域的一部分中，由對向基 板側（圖1的C1方向）看元件基板與於其上的各構成要素（ 圖1的C2區域部分）的俯視圖；其顯示元件基板的相接鄰 的複數個像素群的各種元件、配線層、像素電極等。
在液晶顯示裝置1的元件基板20上如圖2所示，包 含排列成矩陣狀的複數個像素電極1 1，與用以對應前述 像素電極1 1，排列成矩陣狀對該像素電極1 1供給預定的 電位用的可開關（Switching)驅動的複數個開關元件12(在 本發明稱爲[驅動元件])，與選擇排列成矩陣狀的複數個前 述開關元件1 2用的配線層亦即複數條掃描線1 3 a，與經由 該掃描線1 3a的掃描訊號被令成斷開（Off)狀態的開關元件 1 2而對像素電極1 1通電的配線層亦即複數條資料線】4a ，與構成防止以液晶層40保持的預定的電壓的遺漏的儲 -15- (12) 1313771 存電容用的配線層亦即電容線1 3 b，與在應配設有像素電 極11的區域取代像素電極11而配設，具備與前述開關元 件1 2的功能不同功能的功能元件1 8而構成。 此處’功能元件1 8與像素電極1 1 一樣被配置於掃描 線1 3 a、電容線1 3 b、資料線1 4 a、1 4 b包圍的區域。即功 能元件1 8是藉由將像素電極1 1置換成功能元件1 8，而配 設形成有習知像素電極1 1的區域。而且，功能元件1 8是 任意取代複數個像素電極11之中任一個像素電極11而配 · 設。 此外’在本實施形態中用以使功能元件1 8動作的配 線’係將選擇前述開關元件12用的掃描線13a，兼用爲選 擇功能元件1 8用的[功能元件用的掃描線];另一方面與 選擇開關元件1 2用的資料線1 4a不同，配設功能元件用 的資料線1 4 b。前述掃描線1 3 a、前述資料線1 4 a、1 4 b分 別連接於前述圖1所示的掃描線驅動電路4、前述圖1所 示的資料線驅動電路3。 % 像素電極11例如由ITO(銦錫氧化物，Indium Tin Oxide)膜等的透明導電性薄膜形成，透過接觸孔（c〇ntact hole) 12c與成爲構成開關元件12的電晶體的通道區域的 半導體層12a電氣連接。 此外’在本實施形態中假設令像素電極1丨與掃描線 13a、資料線14a、資料線14b、電容線13b等的配線層在 俯視不重疊地’配置有前述像素電極1 1的情形；因此， 與有助於顯示的區域P與像素電極n的輪廓大致相等地 -16- (13) 1313771 構成。此外而且，不問形成配線層與像素電極於同層或不 同層。 開關元件12例如以TFT(Thin Film Transistor，薄膜 電晶體）等形成，在電晶體的通道區域的半導體層12a的 一部分之上構成。經由閘極膜與掃描線13a電氣連接，並 且經由資料線1 4a與接觸孔1 2b電氣連接。
而且，藉由構成開關元件12的半導體層12a經由接 觸孔12c與像素電極11電氣連接，使開關元件12與像素 電極1 1的導通爲可能。 掃描線13a爲脈衝地以預定的時序（Timing)由例如線 順序依次施加掃描訊號G 1、G2…用的配線層，電氣連接 於開關元件1 2，並且也電氣連接於功能元件1 8。
資料線14a爲例如線順序地供給圖像訊號SI、S2·.·用 的配線層，與開關元件12電氣連接。據此，藉由以掃描 訊號G 1、G2...僅接通開關元件1 2 —定期間，用以藉由預 定的時序寫入由資料線1 4供給的圖像訊號S 1、S 2…。 資料線14b爲供給或讀出訊號S1’...，與功能元件18 電氣連接。據此，藉由以掃描訊號Gl、G2...僅接通功能 元件18的開關一定期間，以由資料線14讀出功能元件 1 8的資訊或寫入。在本實施形態中，構成像素電極用的 資料線1 4a與功能元件用的資料線1 4b，而如訊號S 1、 Sr、S2...般地供給、讀出。 此處，取代像素電極11配設功能元件18的情形，[ 功能元件用的掃描線]與[功能元件用的資料線]的配線的做 -17- (14) 1313771 法，爲如以像素電極1 1的掃描線1 3 a與像素電極1 1的資 料線1 4 a，分別重複的方式來三維地配設的構成也可以； 但爲了不使製程長，僅功能元件1 8的資料線1 4b與像素 電極1 1的資料線1 4b獨立配設，而功能元件的掃描線1 3a 利用與選擇像素電極1 1的開關元件1 2的掃描線1 3a相同 者較佳。 電容線1 3 b爲在與半導體層1 2 a之間形成電容用的配 線，經由像素電極1 1被寫入液晶層40的預定位準（Level) 的圖像訊號S 1、S 2 ...被保持於一定期間，爲了防止被保持 的圖像訊號遺漏而構成儲存電容。 功能元件1 8若爲具有與開關元件1 2不同功能的各種 元件、各種構件、各種半導體電路的話，爲所有種燎的元 件都可以。例如可舉出檢測使用顯示用的電極保持的電位 的變化的觸控面板（T 〇 u c h p a n e 1)等的（二維配置的）感測器 (Sensor)、光電二極體（Photodiode)、像素的反饋電路、各 像素的可溫度補正的溫度補正電路、各種演算電路、各種 記憶體元件、各種攝影元件等。 此外，功能元件1 8的平面的佔有區域即使依照其種 類而改變，但例如關於如前述佔有區域增大的構件，以如 增加該構件的膜厚使平面的佔有區域最小限的構成也可以 〇 本實施形態的功能元件18例如以感測器等形成’包 含感測器用電極18a’與選擇前述感測器用電極18a用的 感測器用開關元件的通道區域的半導體層1 9a而構成。而 -18- (15) 1313771 且，在形成有感測器用電極1 8a的區域內，延伸形成有電 容線1 3 b。 感測器用電極1 8a經由接觸孔1 9c與構成感測器用開 關元件用的半導體層19a電氣連接。而且，構成感測器用 開關元件用的半導體層19a經由接觸孔19b與資料線14b 電氣連接。據此，資料線1 4b與感測器用電極1 8a經由構 成感測器用開關元件用的前述半導體層19a可導通。 在具有如上述構成的液晶顯示裝置1中，掃描線驅動 電路4經由掃描線13a對開關元件12施加掃描訊號G1、 G2…，使該開關元件12成爲導通狀態，藉由經由資料線 14a對前述像素電極11施加依照深淡程度的電壓的圖像訊 號SI、S2...，使該液晶層40被施加依照圖像訊號的電壓 的電場以進行顯示。 另一方面，功能元件18藉由掃描線驅動電路4以及 資料線驅動電路3的驅動控制，藉由掃描線1 3a、資料線 14b而動作。例如若功能元件1 8爲感測器的話，則變成 可檢測的狀態。 如此，在前述液晶顯示裝置的平面構造中如圖2所示 ，資料線14、掃描線1 3a、電容線1 3b等的配線層形成矩 陣狀’像素電極丨1或功能元件丨8分別位於由這些配線層 所產生的矩陣的間隙，使在阍像顯示區域內部功能元件 1 8的配設爲可能。 圖11是本實施形態的液晶顯示裝置的等價電路圖。 在有助於四個區域之中的顯示的三個區域P，配設有開關 -19- (16) 1313771 元件1 2以及像素電極1丨；在無助於顯示的區域 有包含感測器用電極1 8 a的功能元件丨8。掃描線 於掃描線驅動電路4，另一方面資料線1 4a連接 驅動電路3。而且，與功能元件1 8電氣連接的資 連接於檢測電路5 1，成爲功能元件1 8所產生的 變化透過資料線14b而讀出的構成。再者，配設 掃描線驅動電路4、資料線驅動電路3以及檢 的控制器52，由控制器52的作用功能元件1 8 資料的讀出，也進行資料的寫入。 (液晶顯示裝置的剖面構造） 其次，針對前述液晶顯示裝置的剖面構造使 、（B)來說明。圖4(A)爲圖2的D-D剖面圖，圖 2的E-E剖面圖。 在形成有前述液晶顯示裝置的開關元件1 2 剖面構造中’如圖4(A)所示包含構成有前述像舅 以及開關元件1 2以及掃描線1 2a以及資料線1 4 陣列基板的元件基板20，與形成有面對像素電極 向電極32的對向基板30，與塡充於這些元件基 及向基板30間的液晶層40而構成。 一對基板之中至少一方爲透明基板的構成， 20例如以玻璃基板或石英基板、si基板等形成 對向基板3 0例如以玻璃基板或石英基板等的透 成。在元件基板20上構成有配設於元件基板2〇 〇 ’配設 13a連接 於資料線 料線1 4 b 電荷等的 有連接於 丨!ί電路5 1 不僅進行 用圖4(A) 4 (Β)爲圖 的區域的 f電極11 等的TFT 1 1的對 板2 0以 元件基板 ，他方的 明構件形 上的半導 -20- (17) 1313771
體層12a，與包含絕緣掃描線13a與半導體層12a的閘絕 緣膜的絕緣膜1 6，與在前述絕緣膜1 6上分別分離而形成 的掃描線1 3a以及電容線1 3b，與用以覆蓋前述掃描線 13a、電容線13b、絕緣膜16、元件基板20而形成的第一 層間絕緣層（I n t e 1· 1 a y e r i n s u 1 a t i n g f i 1 m) 2 1，與配設於形成 有前述第一層間絕緣層21上的前述半導體層12a的區域 的資料線1 4a，與遍及覆蓋前述資料線1 4a以及第一層間 絕緣層2 1的區域而形成的第二層間絕緣層22，與形成於 前述第二層間絕緣層2 2上的像素電極1 1。 而且，形成有貫通第一層間絕緣層21以及絕緣膜16 的接觸孔1 2b，使資料線1 4a與半導體層1 2a的電氣連接 爲可能。而且’形成有貫通第二層間絕緣層22、第一層 間絕緣層2 1以及絕緣膜1 6的接觸孔1 2 c，使像素電極1 1 與半導體層12a的電氣連接爲可能。
對向電極32與元件基板20的像素電極11 一樣由 ITO膜等的透明導電性薄膜形成，在對向基板30中，於 前述對向基板30的液晶層40側的表面上，構成有面對元 件基板20上的資料線14、掃描線13a、開關元件12的形 成區域的區域’即在各像素的非顯示區域〇形成的遮光層 33’與用以覆蓋前述遮光層33而遍及全面形成的對向電 極32(共通電極）。 遮光層33具有對比的提高、色材的混色防止等的功 能，也就是作爲所謂的黑矩陣（Black matrix)的功能。再者 ，遮光層33是遮住來自對向基板3〇側的入射光，防止因 -21 - (18) 1313771 對元件基板20的半導體層1 2a的通道區域或低濃度源極 區域、低濃度汲極區域的光的入侵造成的誤動作。 此外，液晶顯示裝置1遍及兀件基板20以及對向基 板30的全面配設有未圖示的配向膜。 這些元件基板20與對向基板30是使像素電極1 1與 對向電極32面對而配置，在被這些基板包圍的空間封入 液晶，形成有液晶層4 0。 此處，圖4(A)爲圖2的D-D剖面圖，圖4(B)爲圖2 的E-E剖面圖，在此圖4(A)中於剖面形成有像素電極，惟 在圖4(B)中於剖面形成有功能元件。即形成有像素電極的 部分的剖面構造與形成有功能元件的部分的剖面構造不同 〇 功能元件1 8例如以感測器等形成，如圖4(B)所示配 設於元件基板20上。在配設有此功能元件1 8的區域中， 於元件基板20上構成有：用以形成配設於該元件基板20 上的感測器用的開關元件的電晶體的通道區域亦即半導體 層1 9a，與包含閘絕緣膜的絕緣膜1 9d，與延伸形成於前 述絕緣膜19d上的電容線13b，與用以覆蓋電容線13b、 絕緣膜1 6、元件基板20而形成的第一層間絕緣層21，與 遍及覆蓋前述第一層間絕緣層21的區域而形成的第二層 間絕緣層22，與形成於前述第二層間絕緣層22上的感測 器用電極1 8 a。 而且，形成有貫通第二層間絕緣層22、第一層間絕 緣層2 1以及絕緣膜1 9d的接觸孔]9c，使感測器用電極 -22- (19) 1313771 18a與半導體層〗9a的電氣連接爲可能。據此，藉由利用 用以形成構成功能元件用的開關元件的電晶體的通道區域 的半導體靥1 9a，選擇功能元件1 8的感測器用電極丨8a可 進行資訊的檢測。
此外’在形成有如圖4(A)所示的開關元件12或配線 層的區域〇中形成遮光層32，在與有助於像素電極n的 顯示的區域P中，以不形成遮光層32的構成爲基本；惟 如圖4(B)所示，在配設有功能元件18的區域p，中依照需 要用以形成遮光層32也無妨。
在由如上述的平面構造以及剖面構造構成的液晶顯示 裝置1中，如圖2以及圖4(A)所示，形成有有助於像素電 極U的顯示的區域p，與無助於利用掃描線13a、資料線 14a、資料線14b、電容線13b等的配線層以及電晶體元件 12的顯示的非顯示的區域0，犧牲構成有助於顯示的區域 P的像素電極1 1之中的任一個，而取代像素電極U來配 設功能元件1 8。 即在平面構造中，有助於利用像素電極11的顯示的 區域P，與無助於顯示的區域0如圖3所示地形成，利用 包含於無助於此顯示的區域0的區域P ’以配設功能元件 18 〇 此時，例如由對向基板3 2入射的光在區域P中透過 ’在區域0、P’中不透過。 而且，配設有功能元件1 8的區域P’也成爲無助於顯 示的區域，惟在圖像顯示區域全體看的情形，想定對藉由 -23- (20) 1313771 功能元件18的顯示的影響可忽視的情形。對於追種情形 與前述區域P、〇無關或不限於有規則性者’可任意地構 成功能元件1 8。 如此，可使配設於習知的週邊的外側區域的構件、或 無法配設的構件等的功能元件（例如顯示功能以外的電路 或感測器等的所有功能的功能兀件）’使用圖像顯不區域 之寬廣區域而附加顯示以外的功能；可謀求圖像顯示區域 、顯示空間的有效利用，也能追加新的種種功能’可謀求 多功能化’並且在積集於液晶顯示裝置上有利。 (關於製程） 其次，對於如上述構成中的液晶顯示裝置的製程參照 圖4(A)、（B)來說明。
首先，準備石英基板、硬玻璃基板、矽基板等的元件 基板20。此處，最好在惰性氣體環境下以高溫進行退火 (Anneal)處理，然後使在實施的高溫製程中的基板所生的 歪斜減少而進行前處理（熱處理）。 其次，在元件基板20上於較低溫環境中藉由減壓 CVD形成非晶砍（Amorphous silicon)膜，然後藉由對此非 晶矽膜在氮環境中實施退火處理，使多晶矽膜固相成長到 成爲特定厚度爲止。據此，進行開關元件12的半導體層 I 2a或功能元件18的半導體層19a的構成。 而且，藉由預定溫度熱氧化構成開關元件1 2的半導 體層12a，形成薄厚度的熱氧化矽膜，更藉由減壓CVD法 -24- (21) 1313771 等沉積較薄厚度的高溫氧化矽膜或氮化矽膜，形成具有多 層構造的絕緣膜1 6。此處’半導體層1 2a的形成方法使用 利用雷射退火的多晶矽形成方法也可以，且將單晶矽貼合 於基板而形成也可以。而且，對於絕緣膜1 6的形成使用 利用PECVD法等的可低溫形成的方法也可以。
接著’利用減壓CVD法等沉積多晶矽後，熱擴散磷 等’使多晶矽膜導電化。而且，將多晶矽膜圖案化，形成 如圖2所示的預定圖案的掃描線1 3 a與電容線1 3 b。此處 ’取代多晶矽膜，藉由濺鍍（Sputter)法等形成A丨、Mo、Ti 、Ta、Cr ' W以及這些合金，使用金屬閘極（Metal gate)也 可以。
接著，令開關兀件12爲具有LDD(Lightly Doped Drain，輕摻雜汲極）構造的η通道型的TFT的情形，爲了 在對半導體層1 2a形成低濃度源極區域以及低濃度汲極區 域，令成爲掃描線13a的一部分的閘電極爲擴散遮罩 (Mask) ’以低濃度摻雜雜質離子。據此，掃描線13a下的 半導體層12a變成通道區域。 接著，爲了形成構成開關元件12的高濃度源極區域 以及高濃度汲極區域，以寬度比掃描線1 3 a還寬的遮罩形 成光阻層於掃描線1 3a上後，以高濃度摻雜雜質離子。 而且’若重複這種各製程，以多晶矽膜形成構成開關 元件1 2的半導體層1 2 a的話’則在開關元件1 2的形成時 以大致同一製程，可形成功能元件或其他資料線驅動電路 以及掃描線驅動電路，在製造上有利。 -25- (22) 1313771 其次，覆蓋開關元件1 2中的掃描線1 3 a與電容線1 3b 地，例如藉由常壓或減壓CVD法等，形成由氧化矽膜等 構成的第一層間絕緣層2 1。 而且，爲了使高濃度源極區域以及高濃度汲極區域活 化，在進行退火處理後藉由蝕刻形成對半導體層1 2a的資 料線1 4的接觸孔。
而且，用以連接掃描線1 3a或電容線1 3b與配線層的 接觸孔也在第一層間絕緣層21開孔。此外，對功能元件 1 8的配線等所需的接觸孔也同樣地形成。 其次，在第一層間絕緣層21上藉由濺鍍等沉積遮光 性的 A1等的低電阻金屬或金屬矽化物（Silicide)等的金屬 膜，然後藉由微影（Photolithography)製程、蝕刻製程等將 金屬膜圖案化以形成資料線1 4。接著，以覆蓋資料線1 4 上的方式，例如藉由PEVCD法形成由氧化矽膜等構成的 第二層間絕緣層2 2。
其次，在開關元件1 2中藉由蝕刻形成電氣連接像素 電極1 1與高濃度汲極區域用的接觸孔1 2c。然後於第二層 間絕緣層22上藉由濺鍍等沉積ITO膜等的透明導電性薄 膜，將此透明導電性薄膜圖案化以形成像素電極1 1。 另一方面，針對對向基板3 0首先準備玻璃基板等， 在濺鍍例如金屬鉻後，經過微影製程、蝕刻製程形成遮光 層3 3。 然後，在對向基板3 2的全面藉由利用濺鍍等沉積 ITO等的透明導電性薄膜，形成對向電極32。以上的製造 -26- 1313771 (23) 方法只不過是一例，當然也能適用公知的低溫多晶矽TFT 製程或高溫多晶矽TFT製程、總體（Bulk)矽製程、SOI(絕 緣層上覆砂，Silicon On Insulator)製程等。 最後，如上述使形成有各層的元件基板2 0與對向電 極32交叉於預定的摩擦（Rubbing)方向而配置，以成爲預 定的胞（Cell)厚而貼合以製作空面板。封入液晶於面板內 以製作本實施形態的液晶顯示裝置。 如此，在本實施形態中如圖4(A)、（B)所示，因開關 元件12的半導體層12a與功能元件18的半導體層19a形 成於同一層，可以同一製程來形成，故無須像習知的功能 元件與液晶顯示裝置分別製造，可謀求功能元件內裝型的 液晶驛示裝置的製造時的成本降低。 如以上如果依照本實施形態，因不藉由如習知的外附 ，可作成在由構成液晶顯示裝置的複數個像素所構成的供 於顯示的圖像顯示區域內部，組裝具有與開關元件不同功 能的功能元件的構成，故可內裝種種功能，可謀求高功能 化、高積集化。 而且，因無需如習知分別進行液晶顯示裝置的製程與 各種功能元件的製程，包含有在液晶顯示裝置的製程內製 造前述功能元件的製程，特別是可用與基板製程相同製程 製造各種功能元件，故可謀求製程的簡略化、製造時的成 本降低。 此外，在圖2中顯示使用有助於顯示的四個區域P之 中的一個，來配置功能元件1 8的構成的例子。對於實現 -27- (24) 1313771 彩色顯示可能的液晶顯示裝置的情形，取代此構成以圖 1 2所示的構成較佳。 即令有助於顯示的區域P爲縱長的矩形狀，分配彩色 濾光片的R、G、B的不同色素層給接鄰的三個點。這些 三個點構成彩色顯示可能的一個像素。而且，在圖12中 的各點的下側配設面積比有助於顯示的區域P還小的無助 於顯示的區域〇，在各區域〇內配置功能元件1 8。此外 ，此情形配置複數個功能不同的功能元件也可以。 ® 如此，二次元地配置影像感測器等的功能元件1 8於 圖像顯示區域Β內的情形，改變有助於顯示的區域Ρ與無 助於顯示的區域0的面積比而設計較佳。據此，開口率的 降低被抑制，可抑制因配設功能元件1 8造成顯示品質的 下降。 或者不如圖12所示對應各點配設各一個的功能元件 18，而如圖13所示，以對R、G、B的三個點配設一個功 能元件1 8的構成也可以。 % [第二實施形態] 其次’根據圖5至圖7說明與本發明有關的第二實施 形態。此外’在以下關於與前述第一實施形態的實質同樣 的構成省略說明，以關於不同部分的事項爲主來敘述。圖 5是顯示本實施形態的液晶顯示裝置的俯視圖。 在上述第一實施形態中以犧牲形成有像素電極的區域 配設功能元件的構成，惟本實施形態揭示不犧牲像素電極 -28- 1313771 (25) ，利用配設有配線層或開關元件的區域，俯視該區域大槪 重疊來配置的情形。 具體上在液晶顯示裝置1 00的平面構造中，如圖5所 示掃描線1 1 3 a、電容線1 1 3b、資料線】1 4等的配線層形 成矩陣狀，藉由在這些掃描線1 13a、資料線1 14的各交叉 配設有像素電極111，使像素電極1 1 1分別構成矩陣狀。
而且，由平面看使這些資料線114以及掃描線113a 重疊，而形成有形成構成選擇像素電極1 1 1用的開關元件 112的電晶體用的半導體層112a;更於由平面看與資料線 114、掃描線113a等的配線層或前述開關元件112大致重 疊的位置，配設功能元件1 8。 此外，開關元件1 1 2是藉由利用半導體層11 2 a與資 料線114電氣連接，並且與像素電極in電氣連接。
對於具有如上述構成的液晶顯示裝置1 〇 〇，如圖5以 及圖6所示’形成有有助於利用像素電極π 1的顯示的區 域P ’與無助於利用掃描線1 13 a、資料線1 14、電容線 113b的顯示的非顯示的區域〇，而利用無助於圖6所示的 顯示的區域0來配設功能元件。此無助於顯示的區域〇 由於是本來光不透過的區域’故即使配設功能元件顯示品 質也不下降。 而且’在液晶顯示裝置1 00的剖面構造中如圖7所示 ，包含構成有前述像素電極111以及開關元件112以及掃 描線11 3 a以及資料線1 1 4等的元件基板1 2 〇，與形成有功 能元件118、絕緣層131、遮光層133、對向電極132的對 -29- (26) 1313771 向基板130，與塡充於這些元件基枝 I 3 0間的液晶層1 4 0而構成。 即功能元件1 1 8在圖5的平面構 面看與資料線Π 4、掃描線1 1 3 a等的 件1 1 2大致重疊的位置，惟對於圖7 述對向基板1 3 0的液晶層1 4 0側的表 述開關元件1 1 2的區域。 此外，絕緣層1 3 1，係覆蓋前述 向基板130而形成；遮光層133，形 件112的區域中絕緣層131的下層； 蓋前述遮光層133以及絕緣層131而 133位於對向基板130側的情形、位 及元件基板1 20側的情形、位於元件 任何情形都可以。此時，入射光由元 板1 30的任一個入射都可以，惟對於 自對向基板1 30側的光的情形，前述 向基板1 3 0側較佳。而且，關於功能 然省略但配設於對向基板1 3 0側較 Π8形成於相當於遮光層133與液晶 可以。 此時如圖7所示，形成有像素電 區域P雖受到在元件基板120上的 II 3a以及電容線1丨3b等的配線寬或 大小等所造成的限制，但可構成光可 乏120以及對向基板 成中雖然配設於由平 配線層或前述開關元 所示的剖面構成在前 面上，形成於對應前 功能元件1 1 8以及對 成於對應前述開關元 對向電極132，係覆 形成。再者，遮光層 於對向基板】30側以 基板120側的情形等 件基板120、對向基 以遮光層1 3 3遮住來 遮光層1 3 3配設於對 元件1 1 8的配線層雖 佳。此外，功能元件 層140之間的位置也 極1 1 1有助於顯示的 資料線114、掃描線 前述開關元件Π 2的 透過的開口區域。即 -30- 1313771 (27) 形成有前述像素電極1 1 1以外的各像素電極1 1 1間之非顯 示區域亦即無助於顯示的區域0。 而且在這種無助於顯示的區域0的任何位置配置本實 施形態的功能元件1 1 8。此外，重疊功能元件的位置只要 是與掃描線、電容線、資料線、開關元件之中至少任一個 全體或部分地重疊的構成即可。
此處在前述第一實施形態中，因在圖像顯示區域內的 任意空間使其配置功能元件，故考慮開口率的降低等的問 題，可預料開口率降低的份變暗。 相對於此，在本實施形態中因於無助於顯示的區域， 亦即在與配線層或開關元件重疊的位置配設功能元件，故 不發生因開口率的降低造成顯示品質的下降。據此，對於 在像作爲PDA或行動電話等的攜帶型資訊終端的顯示器 利用的液晶顯示裝置等的透過窗小的環境看顯示的情形有 利。
而且再者，功能元件因配設於與對向基板側的遮光層 重疊的區域，故可在不透光的區域構成。再者’因功能元 件配設於對向基板側，故與配設於元件基板側的情形比較 ，元件密度低，良率變佳。 而且，對於以例如溫度補正電路構成功能元件1 8的 情形，藉由配設幾個溫度補正電路於圖像顯示區域B內’ 可補正實際的圖像顯示區域B內的溫度。 如以上如果依照本實施形態，因不藉由如習知的外附 ，可作成以與構成液晶顯示裝置的配線或開關元件重疊的 -31 - (28) 1313771 形將功能元件組裝於內部的構成’故可謀求高積集化，此 時，功能元件因形成於與配線以及開關元件重疊的位置， 不妨礙有助於像素電極的顯示的區域（開口區域），故無顯 示品質的降低。 [第三實施形態] 其次，根據圖8(A)、（B)說明與本發明有關的第三實 施形態。圖8(A)、（B)是顯示與本發明有關的第三實施形 態的俯視圖。 在本實施形態揭示以對像素電極的數目少而構成形成 於圖像顯示區域的功能元件的數目的情形的例子。 具體上在本實施形態的液晶顯示裝置200的平面構造 中’如圖8 (A)所示掃描線2 1 3 a、電容線2 1 3 b、像素電極 用的資料線2 1 4 a、功能元件用的資料線2 1 4等的配線層形 成矩陣狀，藉由在這些掃描線2na、資料線2l4a、214b 的各交叉配設有像素電極2 1 1，使像素電極2 1 1分別構成 矩陣狀。 而且’以由平面看使這些資料線2 1 4a、2 1 4b、掃描線 213a、電容線213b重疊的方式形成有形成構成選擇像素 電極211用的開關元件212的電晶體用的半導體層212a。 更於資料線2 1 4 b與掃描線2 1 3 a以及電容線2 1 3 b交 叉的區域’互相接鄰的四個各像素電極2丨丨間配設有功能 元件2 1 8。 在本實施形態功能元件2 1 8因配設於與元件基板的像 -32- 1313771 (29) 素電極211同層 （同一平面），故以對應功能元件218的 形狀的方式，切出像素電極2 1 1的對應部分的構成。而且 ’在本實施形態中功能元件2 1 8是利用功能元件用的資料 線2 1 4 b與掃描線2 1 3 a交叉的無助於顯示的非顯示區域而 配設。 藉由如此構成，如圖8(B)所示令各功能元件218的相 互間的間隔d 1比各像素電極2 1 1相互間的間隔d2還寬而 構成，使密度差即對圖像顯示區域的功能元件2 1 8的密度 降低。 如此，藉由減少功能元件2 1 8的配設數以降低功能元 件2 1 8的平面的佔有區域，降低有助於像素電極2 1 1中的 顯示的區域的妨礙，可寬廣地形成有助於光透過的顯示的 區域，使開口率的下降最小，可防止顯示品質的降低。 而且，因功能元件與像素電極略形成於同層，故也能 以同一製程進行，可謀求製造中的產能（Throughput)的提 高以及成本降低。再者，因功能元件的數目少故良率也提 高。 此外在本實施形態中雖然以對4個像素電極配設一個 功能元件的情形爲例來說明，但是不均於此分配。例如以 對9個像素電極有一個功能元件的構成也可以。本實施形 態適合於配設功能不同的複數個功能元件時。即若使功能 不同的複數個功能元件偏移而一樣地配置的話，則可提供 多功能尚性能的液晶顯不裝置。 而且，雖然針對功能元件的數目比像素電極的數目還 -33- 1313771 (30) 少的情形來說明’惟像素電極的數目比功能元件的數目還 少的情形也可以’主要在於像素電極的間隔與功能元件的 間隔不同的話即可。 而且，變形例對於像形成有配線層與像素電極重疊一 部分的區域的情形，藉由以在掃描線的上層形成電容線的 構成，也能更提高開口率。 此外，與本發明有關的裝置與方法雖然依照其幾個特 定的實施形態來說明，惟熟習該項技術者在不脫離本發明 的主旨以及範圍，對本發明的本文所記述的實施形態種種 變形爲可能。 例如在前述第二實施形態顯示功能元件中介存在於遮 光層與對向基板之間的情形，惟並非限定於此，如圖9所 示在與面向對向基板1 3 0的液晶層1 4 0側相反側的面Μ形 成保護層134，在此保護層134內於與遮光層133以及遮 光層1 3 5重疊的位置配設功能元件13 6的構成也可以。此 外保護層1 34例如使用氮化膜或氧化膜等。 而且，用以疊層於元件基板上的開關元件以及配線層 的上層，以配設功能元件以及功能元件的配線層的方式而 構成也可以。 具體上如圖1 0所示，在液晶顯示裝置400的剖面構 造中，包含構成有開關元件412以及掃描線413a以及資 料線4 1 4以及像素電極4 1 1等的元件基板420，與形成有 對向電極432的對向基板430，與塡充於這些元件基板 420以及對向基板430間的液晶層440而構成。 -34- (31) 1313771 在元件基板420上包含：用以形成配設於該元件 420上的像素電極4 1 1選擇用的開關元件4 1 2的電晶 半導體層412a，與包含絕緣前述半導體層412a與掃 4 1 3 a用的閘絕緣膜的絕緣膜4 1 6，與分別分離形成於 絕緣膜4 1 6上的掃描線4 1 3a以及電容線4 1 3b，與用 蓋前述掃描線413a、電容線413b、絕緣膜416、元件 4 20而形成的第一層間絕緣層421，與遍及覆蓋前述 層間絕緣層4 2 1的區域而形成的第二層間絕緣層4 2 2 在形成有前述半導體層412a的區域中貫通前述第一 絕緣層421以及前述第二層間絕緣層422而配設的資 414，與前述第二層間絕緣層422上形成有前述半導 412a的區域0內，用以與資料線414接觸而形成的 元件452而構成。 此處，在功能元件45 2中構成有：用以形成構成 於前述第二層間絕緣層422以及資料線4 1 4上的功能 用的開關元件的電晶體的半導體層45 2a，與包含絕 述半導體層45 2a與功能元件用的掃描線45 3用的閘 膜的絕緣膜452b，與和前述功能元件用的半導體層 電氣連接的電極455。 而且，在元件基板420中構成有：形成於前述絕 45 2b上的功能元件用的掃描線45 3，與用以覆蓋前述 線45 3、絕緣膜452b、第二層間絕緣層422而形成的 層間絕緣層423，與配設於形成有前述第三層間絕 423上的前述半導體層452a的區域的功能元件用的資 基板 體的 描線 前述 以覆 基板 第一 ， 與 層間 料線 體層 功能 形成 元件 緣前 絕緣 452a 緣膜 掃描 第三 緣層 料線 -35- (32) 1313771 454，與遍及覆蓋資料線454以及第三層間絕緣層 區域而形成，並且在電極45 5的形成區域中開口而 第四層間絕緣層424，與避免形成有前述半導體層 區域0而形成於前述第四層間絕緣層424上的像 411° 而且，形成有貫通第二層間絕緣層422、第一 緣層42 1、絕緣膜4 1 6的接觸孔，使資料線4 1 4與 層412a以及資料線414與半導體層452a的電氣連 能。而且，形成有貫通第四層間絕緣層424、第三 緣層423、第二層間絕緣層422、第一層間絕緣層 及絕緣膜412b的接觸孔，使像素電極41 1與半 4 12a的電氣連接爲可能。 再者，形成有貫通第三層間絕緣層42 3、絕緣丨 的接觸孔，使功能元件用的資料線454與功能元件 導體層45 2a的電氣連接爲可能。再者而且，形成 第三層間絕緣層423以及絕緣膜452b的接觸孔， 45 5與半導體層452a的電氣連接爲可能。即用以選 電極的像素電極用的資料線4 1 4與功能元件用的 414電氣連接，使輸入輸出端子共通化。此處，藉 氣連接資料線414與半導體層452a而形成，可獨 輸出用以選擇像素電極的開關元件與功能元件。 對向基板430與元件基板420的像素電極411 由ITO膜等的透明導電性薄膜形成，構成有遍及全 的對向電極432(共通電極）。 42 3的 形成的 412a 的 素電極 層間絕 半導體 接爲可 層間絕 421以 導體層 m 452b 用的半 有貫通 使電極 擇像素 資料線 由不電 立輸入 一樣， 面形成 -36- (33) 1313771 在這種構成的液晶顯示裝置400中’可完成與上述各 實施形態同樣的作用功效，同時可採用功能元件4 1 2的掃 描線413a以及資料線414，與功能元件452的掃描線453 以及資料線4 5 4各自獨立重疊而配置的構成。 此外，在上述各實施形態雖然是以配設一種類的功能 元件的情形爲主而構成的情形爲例來說明，但功能元件配 設複數種類的不同的功能構件的情形也可以。 而且，在上述各實施形態雖然以主動矩陣型的液晶而 構成，惟不爲主動矩陣型的液晶也可以。即如列（Column) 線位於一方的基板，行（R 〇 w)線位於他方的基板上的被動 矩陣型，像素電極如條狀像交叉在上下基板的情形，藉由 選擇彼此的列線以及行線分別施加電壓，在施加之間液晶 動作，爲像成爲選擇期間的構成也可以。此情形在圖像顯 示區域B內可當作配置具有電氣連接於互相交叉的複數條 資料線以及複數條掃描線的感測器用電極（功能元件用電 極）的功能元件的構成。此成爲組合被動矩陣型的液晶顯 示裝置與主動矩陣型的功能元件的構成。 另一方面如圖14、圖1 5所示’令液晶驅動側爲具有 互相交叉的複數條資料線14a與複數條掃描線1 3a，與分 別配設於被資料線1 4a與掃描線1 3 a包圍的區域的液晶驅 動用的像素電極1 1的構成。另一方面令功能元件丨8爲具 有由元件基板20側的感測器用電極1 8a與對向基板30側 的電極（未圖示）構成的一對電極的構成。而且，元件基板 2 0側以圖1 4所示的列選擇電路5 3選擇感測器用電極1 8 a -37- 1313771 (34) ，對向基板3 0側以連接於與圖1 5所示的列側直交的方向 的行選擇電路5 4的行線5 5選擇對向基板側的電極，在對 應雙方所選擇的電極的像素中，以藉由檢測電路51進行 資料的讀出的構成也可以。 藉由此構成可實現組合主動矩陣型的液晶顯示裝置與 被動矩陣型的功能元件的構成。即使是任何組合令單方爲 被動矩陣型的話，都可爲構成簡單低價格。 或者如圖1 6所示，以在有助於顯示的區域ρ內配置 有功能元件，電極5 6爲兼具液晶驅動用電極與功能元件 用電極，且開關元件5 7爲兼具對液晶驅動用電極施加電 壓用的開關元件，與對功能元件進行資料的寫入或讀出用 的開關元件的構成也可以。此情形對資料線驅動電路3需 要檢測電路5 1與控制此檢測電路5 1用的控制器5 2。 再者，在圖1的液晶顯示裝置的元件基板上，更於製 造途中或出貨時，取代設置該液晶顯示裝置的品質、缺陷 以及掃描線驅動電路於元件基板之上，而用經由配設於元 件基板的週邊部的非等向性（Anisotropic)導電薄膜，電氣 地以及機械地連接於安裝於例如T A B (捲帶自動接合， Tape Automated Bonding)基板上的驅動用LSI屯可以。 而且，在對向基板的投射光入射側以及元件基板的出 射光出射側分別例如依照T N (扭轉向列，T w i s t e d N e m a t i c) 模式等的動作模式或常白模式（Normally white mode) /常黑 模式（Normally black mode)的不同，在預定的方向配置有 偏光薄膜、相位差薄膜、偏光手段等也可以。 -38- 1313771 (35) 再者，不限於透過型的液晶顯示裝置，反射型的液晶 顯示裝置、兼備雙方的混合型液晶顯示裝置也可以。此時 ，實施形態中的液晶顯示裝置例如適用於攜帶型資訊終端 等的電子機器較佳。此情形可實現具備顯示品質優良，觸 控鍵等的多種功能的電子機器。 再者，在對向基板上以一個對應一個像素的方式形成 微透鏡（Microlens)也可以。據此，藉由提高入射光的集光 效率，可實現明亮的液晶顯示裝置。再者而且，藉由在對 向基板上沉積幾層屈折率不同的干涉層，利用光的干涉形 成製作RGB色的分色濾色器（Dichroic filter)也可以。如果 依照此附分色濾色器的對向基板，可實現更明亮的彩色液 晶顯示裝置。 而且，配設於各像素的開關元件對正交錯（Stagger)型 或共面（Coplanar)型的多晶矽TFT或逆交錯型的TFT或非 晶矽TFT或SOI-MOSFET等的其他形式的TFT或總體矽 Μ0SFET、雙載子電晶體等，各實施形態都有效。 再者，在上述實施形態包含有種種階段，藉由揭示的 複數構成要件中的適宜的組合，可抽出種種的發明。即當 然也包含上述各實施形態彼此或者它們的任一個與各變形 例的任一個的組合所產生的例子。而且，爲由實施形態所 示的全構成要件刪除幾個構成要件的構成也可以。例如對 於上述的說明，雖然光電裝置以液晶裝置來說明，惟本發 明並非限定於此，當然對電激發光（EL ， Electroluminescence)、數位微鏡裝置（DMD，Digital Micro- -39- ^13771 (36) mirror Device)或利用使用藉由電漿發光或電子放出的螢光 等的各種光電元件的光電裝置，以及具備該光電裝置的電 子機器也能適用。 而且，到此爲止的記述僅揭示本發明的實施形態的一 例，在預定的範圍內適宜變形以及/或變更爲可能，而各 實施形態爲舉例證明者，並非限制者。 [發明的效果] 如以上所說明的如果依照本發明，因不藉由如習知的 外附，可作成在由構成液晶顯示裝置的複數個像素所構成 的供於顯示的區域內部，組裝具有與驅動元件不同功能的 功能元件的構成，故可內裝種種功能，可謀求高功能化、 高積集化。 而且，因無需如習知分別進行液晶顯示裝置的製程與 功能元件的製程，包含有在製造液晶顯示裝置的製程內製 造前述功能元件的製程，故可謀求製造時的成本降低。 【圖式簡單說明】 圖1是顯示與本發明的一實施形態有關的液晶顯示裝 置的全體的槪略構成的一例的槪略斜視圖。 圖2是顯示圖1的液晶顯示裝置的一部分的區域的俯 視圖。 圖3是用以說明圖2的液晶顯示裝置的平面構造之中 ，有助於顯示的區域與無助於顯示的非顯示的區域的說明 -40- (37) 1313771 圖。 圖4 (A)疋顯不圖2的液晶顯示裝置的d ·])剖面的Μ丨J 面圖，（B)是顯不圖2的液晶顯示裝置的剖面的剖面 圖。 圖5是顯示與本發明的其他實施形態有關的液晶顯示 裝置的構成的一例的俯視圖。 圖6是用以說明圖5的液晶顯示裝置的平面構造之中 ’有助於顯示的區域與無助於顯示的非顯示的區域的說明 圖。 圖7是顯示圖5的液晶顯示裝置的F-F剖面的剖面圖 〇 圖8(A)、（B)是顯示與本發明的其他實施形態有關的 液晶顯示裝置的構成的一例的俯視圖。 圖9是顯示與本發明的其他實施形態有關的液晶顯示 裝置的構成的一例的剖面圖。 圖1 0是顯示與本發明的其他實施形態有關的液晶顯 示裝置的構成的一例的剖面圖。 圖1 1是與本發明的第一實施形態有關的液晶顯示裝 置的等價電路圖。 圖1 2是顯示與本發明的實施形態有關的液晶顯示裝 置的功能元件的配置的變形例。 圖13是同其他變形例。。 圖1 4是顯示與本發明的其他實施形態有關的液晶顯 示裝置的一例的等價電路圖。 -41 - (38) 1313771 圖1 5是同液晶顯示裝置的槪略構成圖。 圖16是顯示與本發明的再其他實施形態有關的液晶 顯示裝置的一例的等價電路圖。 [符號說明] 1、100、200、400:液晶顯示裝置 3:資料線驅動電路 4 :掃描線驅動電路 1 0 :像素 1 1、1 1 1、4 1 1 :像素電極 1 2、1 1 2、4 1 2 :開關元件（驅動元件） 12a、1 12a、412a、452a:半導體層 12b、12c、19b、19c:接觸孔 13a、113a、213a、413a、453:掃描線 1 3 b、1 1 3 b、2 1 3 b、4 1 3 b:電容線 14a、14b、114、214、214a、214b、414、454:資料 線 1 6、19d、416、452b:絕緣膜 1 8、1 1 8、2 1 8、4 5 2 :功能元件 18a:感測器用電極 19a:半導體層 20、 420:元件基板 21、 421:第一層間絕緣層 2 2、4 2 2 :第二層間絕緣層 -42- (39) 1313771 3 Ο、1 3 Ο、4 3 Ο :對向基板 32、33、133:遮光層 4 〇、1 4 Ο、4 4 Ο :液晶層 5 1 :檢測電路 5 2 :控制器 5 3 :列選擇電路 1 3 0 :對向基板
1 3 1 :絕緣層 132、432:對向電極 134:保護層 4 2 3 :第二層間絕緣層 4 2 4 :第四層間絕緣層 4 5 5 :電極 Β :圖像顯不區域 d 1、d 2 :間隔
G 1、G 2 :掃描訊號圖像訊號 P:有助於顯示的區域 ◦:無助於顯示的區域 訊號 SI、S2...:圖像訊號 -43-
Claims (1)
1313771
第92 1 02005號專利申請案 拾、申請專利範圍 中文申請專利範圍修正本 民國97年7月3日修正 1 · 一種液晶顯示裝置，係具有具備配列成矩陣狀之畫 素電極之複數畫素，和驅動該畫素之驅動元件之液晶顯示 裝置；
其特徵係：於由前述複數畫素所形成之顯示的領域之 中’具備：給予選擇前述驅動元件之掃描信號之掃描線， 和藉由前述驅動元件，而導電前述畫素電極之第1資料 線’和具備不同於前述驅動元件的功能之功能元件，和前 述功能元件用之第2資料線；
前述功能元件之功能元件用電極，係被配置於前述第 2資料線，和構成前述掃描線及積蓄電容之配線層之電容 線’所交叉的領域，也就是配置於相互鄰接之4個前述畫 素電極間。 2 ·如申請專利範圍第〗項所記載之液晶顯示裝置，其 中’前述功能元件，係利用交叉於前述功能元件用第2資 料線，和前述掃描線之附近，亦即利用不助於顯示之非顯 示領域來配設。 3 ·如申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示裝置’其 中，前述功能元件，係使用前述功能元件用電極而檢測保 持之電位變化之感測器。 4.如申請專利範圍第1項所記載之液晶顯示裝置’其 1313771 中，前述功能元件用電極爲感測用電極；前述功能元件係 包含前述感測用電極，和選擇前述感測用電極之開關元件 之通道領域之半導體層所構成之感測器。 5 .如申請專利範圍第4項所記載之液晶示顯裝置’其 中，前述感器係於供給於前述顯示領域內之中’爲2維配 置之影像感測器。
6 . —種液晶顯示裝置，係具有供給於由具備配列成矩 陣狀之畫素電極之複數畫素，和驅動該畫素之驅動元件’ 及驅動前述畫素信號之配線層所形成之顯示之領域之液晶 顯示裝置； 其特徵係具備：給予供選擇前述驅動元件之掃描信號 之掃描線，和供構成積蓄電容之配線層之電容線’和具備 不同於前述驅動元件的功能之功能元件，和功能元件用電 極；
前述功能元件，被配置於供前述顯示之區域內，且對 不助於藉由前述掃描線，前述信號之配線層，前述電容線 及前述驅動元件所產生之顯示之非顯示領域重疊位置。 7. 如申請專利範圍第6項所記載之液晶顯示裝置，其 中，前述功能元件，係配置於挾持液晶之一對基板中之前 述驅動元件，及對向於形成前述配線層之其中一方基板之 另一方基板。 8. 如申請專利範圍第6項所記載之液晶顯示裝置，其 中，前述功能元件，係配置於挾持液晶之一對基板中之前 述驅動元件，及形成前述配線層之其中一方基板。 -2- 1313771 9 ·如申請專利範圍第6項所記載之液晶顯示裝置，其 中，構成相互交叉之複數前述信號之配線層，和複數之前 述掃描線；於藉由前述信號之配線層和前述掃描線所包圍 之領域，各具有所設置之液晶驅動用之畫素電極，同時， 前述功能元件具有一對電極，前述一對電極爲了相互平面 交叉，設置於挾持液晶之一對各基板。 1 0 .如申請專利範圍第7項所記載之液晶顯示裝置， 其中，前述另一方基板，係具有配置於與前述驅動元件對 向位置之遮光層； 前述功能元件，係介於前述遮光層和前述另一方基板 之間。 1 1 ·如申請專利範圍第7項所記載之液晶顯示裝置， 其中，前述另一方基板，係具有配置於與前述驅動元件對 向位置之遮光層； 前述功能元件，係形成面對於前述遮光層之前述液晶
12.如申請專利範圍第7項所記載之液晶顯示裝置， 其中，前述功能元件，係形成面對前述另一方基板之前述 液晶側，和相反側之面。 1 3 . —種液晶顯示裝置，係具有具備配列成矩陣狀之 畫素電極之複數畫素’和驅動該畫素之驅動元件，液晶驅 動用之複數掃描電極及與前述複數掃描電極平面性交叉之 複數資料電極；具備挾持液晶之一對基板之液晶顯示裝 置； -3- 1313771 其特徵係具備：前述一對基板之其中一方之具備不同 於前述驅動元件的功能之功能元件之第1感測器用電極， 和具有選擇該第1感測器用電極之第丨選擇電路，對應於 前述一對基板之另一方之前述第1感測器用電極之第2測 器用電極’和選擇該第2感測器用電極之第2選擇電路， 和電氣性連接前述第1選擇電路與前述第2選擇電路之檢 測電路； 於前述第1選擇電路和前述第2選擇電路兩者，對應 所選擇處之畫素之中，係藉由前述檢測電路進行資料讀 取。 1 4 _如申請專利範圍第1、2、6至1 3項之任一項所記 載之液晶顯示裝置，其中，前述功能元件，係包含複數種 類之各功能構件。 15.—種光電裝置，係具備具有配列成矩陣狀之畫素 電極之複數畫素，和驅動該畫素驅動元件之液晶顯示裝
其特徵係於由前述複數畫素所形成之顯示的領域之 中’具備：給予選擇前述驅動元件之掃描信號之掃描線， 和藉由前述驅動元件，而導電前述畫素電極之第1資料 線’和具備感測器、光電二極體、像素之反饋電路、溫度 補正電路、演算電路、記憶體元件、以及攝影元件之任一 之功能元件’和前述功能元件用之第2資料線，和功能元 件用電極； 前述功能元件，係被配置於前述第2資料線，和構成 -4- 1313771 前述掃描線及積蓄電容之配線層之電容線，所交叉的領 域，亦即配置於相互鄰接之4個前述畫素電極間。 1 6 · —種光電裝置，係具有供給於由具備配列成矩陣 狀之畫素電極之複數畫素，和驅動該畫素之驅動元件，及 驅動前述畫素信號之配線層所形成之顯示之領域之光電裝 置；
其特徵係具備：給予選擇前述驅動元件之掃描信號之 掃描線，和構成積蓄電容之配線層之電容線，和具備感測 器、光電二極體、像素之反饋電路、溫度補正電路、演算 電路、記憶體元件、以及攝影元件之任一之功能元件，和 功能元件用電極； 前述功能元件，被配置於供前述顯示之區域內，且對 不助於藉由前述掃描線，前述信號之配線層，前述電容線 及前述驅動元件所產生之顯示之非顯示領域重疊位置。
1 7 .如申請專利範圍第1 5項所記載之光電裝置，其 中，前述功能元件，係利用交叉於前述功能元件用第2資 料線，和前述掃描線之附近，亦即利用不助於顯示之非顯 示領域來配設。 18.如申請專利範圍第15,16，17項之任一項所記載之 光電裝置，其中，前述功能元件用電極爲感測用電極；前 述功能元件係包含前述感測用電極，和選擇前述感測用電 極之開關元件之通道領域之半導體層所構成之感測器。 1 9 .如申請專利範圍第1 5 ,1 6，1 7項之任一項所記載之 光電裝置，其中，前述功能元件，係使用前述功能元件用 -5- 1313771 電極而檢測保持之電位變化之感測器。 20.如申請專利範圍第1 8項所記載之光電裝置，其 中，前述感測器係於供給於前述顯示領域內之中，爲2維 配置之影像感測器。
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