專利名稱：液晶顯示裝置、電光裝置及其制造方法、電子裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置、電光裝置及其制造方法、電子裝置。
背景技術：
液晶顯示裝置由以下部分構(gòu)成像素電極和控制該像素電極用的TFT(薄膜晶體管)等開關元件配置在互相交叉成矩陣狀的多條數(shù)據(jù)線及掃描線之間排列構(gòu)成的元件基板；形成了與像素電極相向的對置電極的對置基板；以及由充填在這兩個基板之間的液晶構(gòu)成的液晶顯示面板(顯示部)。上述開關元件導電性地連接在供給圖像信號的上述數(shù)據(jù)線以及依次施加掃描信號的上述掃描線上。另外，在液晶顯示面板的周邊外側(cè)區(qū)域中設有控制上述開關元件的開閉或液晶顯示的掃描線驅(qū)動電路及數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路。
另外，在液晶顯示裝置中，在上述液晶顯示面板的周邊外側(cè)區(qū)域不僅安裝了上述掃描線驅(qū)動電路及上述數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路，而且還通過外接各種傳感器等元件和各種電路(IC)等各種功能元件，專門進行了安裝(例如，專利文獻1)。
特開平5-80314號公報(第六頁，圖1)可是，如果以外接的形式將各種構(gòu)件安裝在液晶顯示面板的外部，則作為基板對觀看時的顯示沒有貢獻的周邊安裝區(qū)域增大，被特定限制的基板內(nèi)的液晶顯示裝置的高功能化受到限制，由于外接而給液晶顯示裝置的集成化帶來困難。
另外，功能元件也只能安裝在液晶顯示面板的周邊外側(cè)區(qū)域能安裝的種類的構(gòu)件，例如，在功能元件是可呈矩陣配置、均勻地二維配置同一功能這樣的構(gòu)件的情況下或是占有面積大的區(qū)域型的構(gòu)件的情況下等，不能安裝該功能元件，能安裝的功能受到了限制。
另外，在以外接形式將功能元件安裝在上述液晶顯示面板上的情況下，由于液晶顯示面板和功能元件是不同的構(gòu)件，所以有必要分別進行制造液晶顯示面板的工藝以及制造功能元件的工藝，所以工序數(shù)增加，工藝進程變長，導致成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述事實而完成的，其目的在于提供一種不需要將功能元件外接在液晶顯示面板的周邊外側(cè)區(qū)域中，包括不能安裝在外側(cè)區(qū)域中的種類的構(gòu)件在內(nèi)來安裝功能元件，能謀求高集成化和高功能化，而且能減少成本增加的液晶顯示裝置、電光裝置及其制造方法、以及電子裝置。
為了達到上述目的，本發(fā)明的第一種液晶顯示裝置是備有排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的液晶顯示裝置，其特征在于在由上述多個像素構(gòu)成的供顯示的區(qū)域(所謂的圖像顯示區(qū)域)內(nèi)，配置了具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件。
如果采用上述本發(fā)明的第一種液晶顯示裝置，則由于能將功能元件組裝在構(gòu)成液晶顯示裝置的由多個像素構(gòu)成的供顯示的區(qū)域內(nèi)部而構(gòu)成，所以能將各種功能內(nèi)置于供顯示的區(qū)域內(nèi)部，能謀求高功能化、高集成化。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明的第二種液晶顯示裝置備有排列成矩陣狀的多個像素以及由驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件及驅(qū)動上述像素用的信號的布線層構(gòu)成的供顯示的區(qū)域，該液晶顯示裝置的特征在于在上述供顯示的區(qū)域內(nèi)，在對上述驅(qū)動元件或上述布線層重疊的位置上配置了具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件。
如果采用上述本發(fā)明的第二種液晶顯示裝置，則由于對布線層或驅(qū)動元件重疊的位置是無論在透射模式的顯示、反射模式的顯示的哪一種中都不會影響進行顯示時的品位的位置，所以通過利用該位置，在供顯示的區(qū)域內(nèi)形成功能元件，內(nèi)置功能元件，既能謀求高功能化，又不會降低顯示品位。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明的第三種液晶顯示裝置是備有各像素以規(guī)定的間隔排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的液晶顯示裝置，其特征在于在與上述排列成矩陣狀的多個像素為同一面內(nèi)，設有多個具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的多個功能元件，同時使該多個功能元件相互之間的間隔與上述排列成矩陣狀的像素的間隔不同。
如果采用上述本發(fā)明的第三種液晶顯示裝置，則由于在同一平面內(nèi)形成多個像素和多個功能元件，多個功能元件之間的間隔和多個像素之間的間隔不同，所以在盡可能降低由多個功能元件引起的對光透射的妨礙的同時，還能組裝功能元件，能在同一制造工藝內(nèi)進行形成像素的制造工藝和制造功能元件的制造工藝，而且能謀求高功能化，而不降低顯示品位。
在上述結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置中，最好使上述功能元件之間的間隔增大。
如果采用該結(jié)構(gòu)，則圖像顯示區(qū)域內(nèi)的功能元件的配置數(shù)量變少，減少了功能元件的平面上的占有區(qū)域，能擴大形成對使光透射的顯示有貢獻的區(qū)域，使數(shù)值孔徑的減小達到最小限度，能防止顯示品位的下降。
另外，關于功能元件的配置方法，也可以將功能元件配置在夾持液晶的一對基板中與形成上述驅(qū)動元件及上述布線層的一塊基板相向的另一基板上。在此情況下，能將配置在與上述驅(qū)動元件相向的位置上的遮光層設置在上述另一基板上，而將上述功能元件設置成介于上述遮光層與上述另一基板之間?；蛘撸材茉谏鲜稣诠鈱用嫦蛏鲜鲆壕У囊粋?cè)形成上述功能元件?；蛘?，也能在上述另一個基板上與面向上述液晶的一側(cè)相反的一側(cè)的面上形成上述功能元件。另外，也能將上述功能元件配置在夾持液晶的一對基板中形成上述驅(qū)動元件及上述布線層的一塊基板上。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明的第四種液晶顯示裝置是備有各像素以規(guī)定的間隔排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的液晶顯示裝置，其特征在于在與上述排列成矩陣狀的多個像素為同一面內(nèi)，設有多個具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件，同時使具有第一功能的多個功能元件相互之間的間隔與上述排列成矩陣狀的像素的間隔不同，而且，使在與具有上述第一功能的多個功能元件不重疊的位置上具有與上述第一功能的不同功能的多個功能元件相互之間的間隔與上述排列成矩陣狀的像素的間隔不同。
如果采用本發(fā)明的第四種液晶顯示裝置，則由于能安裝有不同功能的至少兩種功能元件，同時使這些功能元件的配置間隔與像素間隔不同，所以在盡可能降低由于設置多個功能元件而引起的對光透射的妨礙的同時，還能組裝功能元件。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明的第五種液晶顯示裝置是備有排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的液晶顯示裝置，其特征在于在與上述排列成矩陣狀的多個像素為同一面內(nèi)，設有多個具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件，同時使上述像素的面積與功能元件的面積不同。在此情況下，例如能使上述像素的面積增大。
如果采用本發(fā)明的第五種液晶顯示裝置，則由于能根據(jù)功能元件的功能或性能，與像素的占有面積相獨立地設定面積，所以設計的自由度增大。另外，在像素的面積增大的情況下，能抑制因設置功能元件而引起的顯示品位的下降。
在上述本發(fā)明的第二種液晶顯示裝置中，也可以這樣構(gòu)成上述布線層構(gòu)成互相交叉的多條數(shù)據(jù)線和多條掃描線，有分別設置在由上述數(shù)據(jù)線和上述掃描線包圍的區(qū)域中的液晶驅(qū)動用的像素電極，同時上述功能元件有一對電極，上述一對電極沿平面互相交叉地分別設置在夾持液晶的一對基板上。該結(jié)構(gòu)是將有源矩陣型的液晶顯示裝置和無源矩陣型的功能元件組合起來的例子。
或者，它是一種備有排列成矩陣狀的多個像素、液晶驅(qū)動用的多個掃描電極以及與上述多個掃描電極呈平面交叉的多個數(shù)據(jù)電極的液晶顯示裝置，也可以這樣構(gòu)成在供顯示的區(qū)域內(nèi)，配置了有導電性地連接在互相交叉的多條數(shù)據(jù)線及多條掃描線上的功能元件用電極的功能元件。該結(jié)構(gòu)是將無源矩陣型的液晶顯示裝置和有源矩陣型的功能元件組合起來的例子。或者，也可以這樣構(gòu)成在供顯示的區(qū)域內(nèi)配置有功能元件用電極的功能元件，液晶驅(qū)動用電極兼作上述功能元件用電極。
而且，上述功能元件也可以包括多種功能構(gòu)件。
本發(fā)明的第一種電光裝置是備有排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的電光裝置，其特征在于在由上述多個像素構(gòu)成的供顯示的區(qū)域內(nèi)，配置了具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件。
以上，雖然作為液晶顯示裝置說明了本發(fā)明，但備有這種功能元件的裝置不限于液晶顯示裝置，也能將本發(fā)明應用于有像素驅(qū)動用元件的其他電光裝置。在此情況下，能獲得與上述液晶顯示裝置的情況同樣的效果。
本發(fā)明的第二種電光裝置是備有排列成矩陣狀的多個像素以及由驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件及驅(qū)動上述像素用的信號的布線層構(gòu)成的供顯示的區(qū)域的電光裝置，其特征在于在上述供顯示的區(qū)域內(nèi)，在對上述驅(qū)動元件或上述布線層重疊的位置上配置了具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件。
本發(fā)明的第三種電光裝置是備有各像素以規(guī)定的間隔排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的電光裝置，其特征在于在與上述排列成矩陣狀的多個像素為同一面內(nèi)，設有多個具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件，同時使該多個功能元件相互之間的間隔與上述排列成矩陣狀的像素的間隔不同。
本發(fā)明的第四種電光裝置是備有各像素以規(guī)定的間隔排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的電光裝置，其特征在于在與上述排列成矩陣狀的多個像素為同一面內(nèi)，設有多個具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的多個功能元件，同時使具有上述第一功能的多個功能元件相互之間的間隔與上述排列成矩陣狀的像素的間隔不同，而且，使在與具有上述第一功能的多個功能元件不重疊的位置上具有與上述第一功能不同的功能的多個功能元件相互之間的間隔與上述排列成矩陣狀的像素的間隔不同。
本發(fā)明的第五種電光裝置是備有排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的電光裝置，其特征在于在與上述排列成矩陣狀的多個像素為同一面內(nèi)，設有多個具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件，同時使上述像素的面積與功能元件的面積不同。
本發(fā)明的第一種電光裝置的制造方法是備有排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的電光裝置的制造方法，其特征在于在由上述多個像素構(gòu)成的供顯示的區(qū)域內(nèi)，形成具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件。
本發(fā)明的第二種電光裝置的制造方法是備有排列成矩陣狀的多個像素以及由驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件及驅(qū)動上述像素用的信號的布線層構(gòu)成的供顯示的區(qū)域的電光裝置的制造方法，其特征在于在上述供顯示的區(qū)域內(nèi)，在對上述驅(qū)動元件或上述布線層重疊的位置上形成具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件。
本發(fā)明的第三種電光裝置的制造方法是備有各像素以規(guī)定的間隔排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的電光裝置的制造方法，其特征在于在與上述排列成矩陣狀的多個像素為同一面內(nèi)，形成多個具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件，同時使該多個功能元件相互之間的間隔與上述排列成矩陣狀的像素的間隔不同。
本發(fā)明的第四種電光裝置的制造方法是備有各像素以規(guī)定的間隔排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的電光裝置的制造方法，其特征在于在與上述排列成矩陣狀的多個像素為同一面內(nèi)，形成多個具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的多個功能元件，同時使具有第一功能的多個功能元件相互之間的間隔與上述排列成矩陣狀的像素的間隔不同，而且，使在與具有上述第一功能的多個功能元件不重疊的位置上具有與上述第一功能不同的功能的多個功能元件相互之間的間隔與上述排列成矩陣狀的像素的間隔不同。
本發(fā)明的第五種電光裝置的制造方法是備有排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件的電光裝置的制造方法，其特征在于在與上述排列成矩陣狀的多個像素為同一面內(nèi)，設置多個具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件，同時使上述像素的面積與功能元件的面積不同。
本發(fā)明的電子裝置的特征在于備有上述本發(fā)明的電光裝置。如果采用本發(fā)明，則能實現(xiàn)顯示品位優(yōu)異、備有觸摸鍵、由溫度進行的顯示校正功能等多種功能的電子裝置。


圖1是表示本發(fā)明的一個實施例的液晶顯示裝置的總體概略結(jié)構(gòu)的一例的概略斜視圖。
圖2是表示圖1中的液晶顯示裝置的一部分的區(qū)域的平面圖。
圖3是說明圖2所示的液晶顯示裝置的平面結(jié)構(gòu)中對顯示有貢獻的區(qū)域和對顯示無貢獻的非顯示區(qū)域用的說明圖。
圖4(A)是表示圖2中的液晶顯示裝置的D-D剖面的剖面圖，圖4(B)是表示圖2中的液晶顯示裝置的E-E剖面的剖面圖。
圖5是表示本發(fā)明的另一實施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的一例的平面圖。
圖6是說明圖5所示的液晶顯示裝置的平面結(jié)構(gòu)中對顯示有貢獻的區(qū)域和對顯示無貢獻的非顯示區(qū)域用的說明圖。
圖7是表示圖5中的液晶顯示裝置的F-F剖面的剖面圖。
圖8(A)、(B)是表示本發(fā)明的另一實施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的一例的平面圖。
圖9是表示本發(fā)明的另一實施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。
圖10是表示本發(fā)明的另一實施例的液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)的一例的剖面圖。
圖11是本發(fā)明的第一實施例的液晶顯示裝置的等效電路圖。
圖12是本發(fā)明的實施例的液晶顯示裝置的功能元件的配置的變例。
圖13是其另一變例。
圖14是表示本發(fā)明的另一實施例的液晶顯示裝置的一例的等效電路圖。
圖15是該液晶顯示裝置的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖16是表示本發(fā)明的又一實施例的液晶顯示裝置的一例的等效電路圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖具體地說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一例。
(液晶顯示裝置的總體結(jié)構(gòu))首先，參照圖1說明本發(fā)明的第一實施例的液晶顯示裝置的總體概略結(jié)構(gòu)。圖1是表示液晶顯示裝置的總體概略結(jié)構(gòu)的一例的概略斜視圖。
如圖1所示，本實施例的液晶顯示裝置1例如是有源矩陣型的液晶顯示面板，由以下部分構(gòu)成在一面上形成了呈矩陣狀形成的開關元件(驅(qū)動元件)(在圖1中雖然未示出，但后面將詳細說明)及像素電極11的元件基板20；與上述元件基板20相向配置的對置基板30；以及通過將液晶封入這些元件基板20與對置基板30之間形成的液晶層40。另外，在對置基板30的四個周邊、在元件基板20上沿上述對置基板30的周邊形成圖中未示出的密封材料，利用該四邊的密封材料能封入液晶。
而且，在圖1所示的液晶顯示裝置1中，構(gòu)成對置基板30的周邊的外側(cè)區(qū)域A；以及在由多個像素10構(gòu)成供顯示的區(qū)域中，在對置基板30內(nèi)由大致同一輪廓構(gòu)成的能進行圖像顯示的圖像顯示區(qū)域B。在對置基板30的周邊的外側(cè)區(qū)域A中，在元件基板20上設有上述開關元件的開閉或顯示控制用的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路3及掃描線驅(qū)動電路4，沿著元件基板20的邊設置數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路3，沿著與該邊相鄰的一邊設置掃描線驅(qū)動電路4。
另外，這里，構(gòu)成上述圖像顯示區(qū)域B的形成為矩陣狀的多個像素10中，一個像素10是包括使一個像素工作用的全部結(jié)構(gòu)要素的像素，是包括像素電極、選擇像素電極用的開關元件、保持電容、將電位供給像素電極用的掃描線及數(shù)據(jù)線(在圖1中都未示出，但后面將詳細說明)、液晶層40等的空間的像素。另外，將在平面上由掃描線和數(shù)據(jù)線區(qū)分的矩形區(qū)域稱為一個像素。但是，在后面所述的有包括R(紅)、G(綠)、B(藍)不同顏色的色素層的濾色片的液晶顯示裝置的情況下，上述的像素成為一個點，由R、G、B三個點構(gòu)成一個像素。
而且，在本實施例中，在上述圖像顯示區(qū)域B內(nèi)的任意空間內(nèi)，還設有任意個具有與上述開關元件不同功能的功能元件18。即，將以往配置在外側(cè)區(qū)域A中的構(gòu)件等配置在圖像顯示區(qū)域B的空間內(nèi)。以下，更詳細地說明液晶顯示裝置的平面結(jié)構(gòu)中的功能元件的配置位置、以及液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)中的功能元件的配置位置。
(液晶顯示裝置的平面結(jié)構(gòu))首先，參照圖2說明液晶顯示裝置1的平面結(jié)構(gòu)。圖2是在本實施例的液晶顯示裝置中由形成為矩陣狀的多個像素構(gòu)成的圖像顯示區(qū)域的一部分中，從對置基板一側(cè)(圖1中的C1方向)看到元件基板連同在它上面形成的各構(gòu)成要素(圖1中的C2部分的)的平面圖，示出了與元件基板相鄰的多個像素組的各種元件、布線層、像素電極等。
如圖2所示，液晶顯示裝置1的元件基板20上包括排列成矩陣狀的多個像素電極11；與上述像素電極11對應地排列成矩陣狀、將規(guī)定的電位供給該像素電極11用的能進行開關驅(qū)動的多個開關元件12(本發(fā)明中稱為“驅(qū)動元件”)；選擇排列成矩陣狀的多個上述開關元件12用的作為布線層的多條掃描線13a；根據(jù)該掃描線13a的掃描信號，通過呈導通狀態(tài)的開關元件12，對像素電極11通電用的作為布線層的多條數(shù)據(jù)線14a；構(gòu)成防止保持在液晶層40中的規(guī)定的電壓漏泄的蓄積電容用的作為布線層的電容線13b；以及在應配置像素電極11的區(qū)域中，代替像素電極11而配置、具有與上述開關元件12的功能不同功能的功能元件18。
這里，功能元件18與像素電極11相同，被配置在由掃描線13a、電容線13b、數(shù)據(jù)線14a、14b包圍的區(qū)域中。即，對以往形成了像素電極11的區(qū)域，通過將像素電極11換成功能元件18，來配置功能元件18。另外，代替多個像素電極11中的哪一個像素電極11來配置功能元件18是任意的。
另外，在本實施例中，作為使功能元件18工作用的布線，將選擇上述開關元件12用的掃描線13a兼用作選擇功能元件18用的“功能元件用的掃描線”，另一方面，與選擇開關元件12用的數(shù)據(jù)線14a不同，設有功能元件用的數(shù)據(jù)線14b。上述掃描線13a連接在上述圖1所示的掃描線驅(qū)動電路4上，上述數(shù)據(jù)線14a、14b連接在上述圖1所示的數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路3上。
像素電極11由例如ITO(氧化銦錫)膜等透明導電性薄膜形成，通過接觸孔12c與成為構(gòu)成開關元件12的晶體管的溝道區(qū)的半導體層12a導電性地連接。
另外，在本實施例中，設想像素電極11和掃描線13a、數(shù)據(jù)線14a、數(shù)據(jù)線14b、電容線13b等的布線層在平面視圖中重疊地配置上述像素電極11的情況，因此，大致相等地構(gòu)成對顯示有貢獻的區(qū)域P和像素電極11的輪廓。另外，不管是否在同一層上形成、還是在不同層上形成布線層和像素電極都可以。
例如用TFT(薄膜晶體管)等形成開關元件12，被構(gòu)成在作為晶體管的溝道區(qū)的半導體層12a的一部分上。通過柵膜與掃描線13a導電性地連接，同時通過接觸孔12b與數(shù)據(jù)線14a導電性地連接。
另外，構(gòu)成開關元件12的半導體層12a通過接觸孔12c與像素電極11導電性地連接，從而能使開關元件12與像素電極11導通。
掃描線13a是例如按照線的順序并按照規(guī)定的時序以脈沖形式依次施加掃描信號G1、G2、...用的布線層，導電性地連接在開關元件12上，同時還導電性地連接在功能元件18上。
數(shù)據(jù)線14a是例如按照線的順序依次供給圖像信號S1、S2、...用的布線層，與開關元件12導電性地連接。由此，通過利用掃描信號G1、G2、...，只在恒定期間將開關元件12打開，按照規(guī)定的時序?qū)懭霃臄?shù)據(jù)線14供給的圖像信號S1、S2、...。
數(shù)據(jù)線14b用來供給或讀出信號S1’、...，與功能元件18導電性地連接。由此，通過利用掃描信號G1、G2、...，只在恒定期間將功能元件18的開關打開，從數(shù)據(jù)線14讀出、或?qū)懭牍δ茉?8的信息。在本實施例中，構(gòu)成像素電極用的數(shù)據(jù)線14a和功能元件用的數(shù)據(jù)線14b，能像信號S1、S1’、S2、...那樣供給、讀出。
這里，在設置功能元件18來代替像素電極11的情況下，作為“功能元件用的掃描線”和“功能元件用的數(shù)據(jù)線”的布線方法，也可以用分別重疊的形式呈三維地配置像素電極11的掃描線13a和像素電極11的數(shù)據(jù)線14a，但為了不使工序太長，最好與像素電極11的數(shù)據(jù)線14b獨立地只設置功能元件18的數(shù)據(jù)線14b，功能元件的掃描線13a利用與選擇像素電極11的開關元件12的掃描線13a為同一條線的掃描線。
電容線13b是在與半導體層12a之間形成電容用的布線，是為了將通過像素電極11被寫入了液晶層40中的規(guī)定電平的圖像信號S1、S2、...在恒定期間內(nèi)保持住，防止被保持的圖像信號漏泄，而構(gòu)成蓄積電容的電容線。
功能元件18如果是具有與開關元件12不同的功能的各種元件、各種構(gòu)件、各種半導體電路，那么也可以是所有種類的元件。例如，能舉出檢測利用顯示用的電極保持的電位的變化的觸摸面板等(呈二維配置的)傳感器、光電二極管、像素的反饋電路、能進行各像素的溫度校正的溫度校正電路、各種運算電路、各種存儲元件、各種攝像元件等。
另外，功能元件18的平面上的占有區(qū)域即使隨著其種類的不同而變，但例如關于上述占有區(qū)域增大的構(gòu)件，也可以使該構(gòu)件的膜厚增大，使平面上的占有區(qū)域達到最小限度。
本實施例的功能元件18例如由傳感器等形成，包括傳感器用電極18a、以及用于選擇上述傳感器用電極18a的傳感器用開關元件的作為溝道區(qū)的半導體層19a而構(gòu)成。另外，在形成傳感器用電極18a的區(qū)域內(nèi)延伸形成電容線13b。
傳感器用電極18a通過接觸孔19c與構(gòu)成傳感器用開關元件用的半導體層19a導電性地連接。另外，構(gòu)成傳感器用開關元件用的半導體層19a通過接觸孔19b與數(shù)據(jù)線14b導電性地連接。因此，數(shù)據(jù)線14b和傳感器用電極18a能通過構(gòu)成傳感器用開關元件用的上述半導體層19a而導通。
在有上述這樣的結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置1中，掃描線驅(qū)動電路4通過掃描線13a，將掃描信號G1、G2、...加在開關元件12上，使該開關元件12呈導通狀態(tài)，通過數(shù)據(jù)線14a，將對應于灰度的電壓的圖像信號S1、S2、...加在上述像素電極11上，從而將對應于圖像信號的電壓的電場加在該液晶層40上，進行顯示。
另一方面，功能元件18通過掃描線驅(qū)動電路4及數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路3的驅(qū)動控制，利用掃描線13a、數(shù)據(jù)線14b進行工作。例如，如果功能元件18是傳感器，則成為能檢測的狀態(tài)。
這樣，在上述液晶顯示裝置的平面結(jié)構(gòu)中，如圖2所示，呈柵格狀形成數(shù)據(jù)線14、掃描線13a、電容線13b等的布線層，通過使像素電極11或功能元件18分別位于由這些布線層構(gòu)成的柵格的間隙中，能將功能元件18配置在圖像顯示區(qū)域內(nèi)部。
圖11是本實施例的液晶顯示裝置的等效電路圖。開關元件12及像素電極11被設置在四個區(qū)域中的對顯示有貢獻的三個區(qū)域P中，包括傳感器用電極18a的功能元件18被設置在對顯示無貢獻的區(qū)域O中。掃描線13a連接在掃描線驅(qū)動電路4上，另一方面，數(shù)據(jù)線14a連接在數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路3上。另外，與功能元件18導電性地連接的數(shù)據(jù)線14b連接在檢測電路51上，通過數(shù)據(jù)線14b讀出功能元件18中產(chǎn)生的電荷等的變化。另外，設置掃描線驅(qū)動電路4、數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路3以及連接在檢測電路51上的控制器52，利用控制器52的作用，功能元件18不僅能進行數(shù)據(jù)的讀出，而且還能進行數(shù)據(jù)的寫入。
(液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu))
其次，用圖4(A)、(B)說明上述液晶顯示裝置的剖面結(jié)構(gòu)。圖4(A)是圖2的D-D剖面圖，圖4(B)是圖2的E-E剖面圖。
如圖4(A)所示，在形成上述液晶顯示裝置的開關元件12的區(qū)域的剖面結(jié)構(gòu)中包括構(gòu)成了上述像素電極11、開關元件12、掃描線12a及數(shù)據(jù)線14等的作為TFT陣列基板的元件基板20；形成了與像素電極11相向的對置電極32的對置基板30；以及被充填在這些元件基板20與對置基板30之間的液晶層40。
一對基板中至少一塊是透明基板，元件基板20例如由玻璃基板或石英基板、Si基板等形成，另一對置基板30例如由由玻璃基板或石英基板等透明構(gòu)件形成。在元件基板20上構(gòu)成配置在元件基板20上的半導體層12a；包括使掃描線13a與半導體層12a絕緣的柵絕緣膜的絕緣膜16；在上述絕緣膜16上分別分離形成的掃描線13a及電容線13b；覆蓋著上述掃描線13a、電容線13b、絕緣膜16、元件基板20形成的第一層間絕緣層21；配置在上述第一層間絕緣層21上的形成上述半導體層12a的區(qū)域中的數(shù)據(jù)線14a；遍及覆蓋著上述數(shù)據(jù)線14a及第一層間絕緣層21的區(qū)域形成的第二層間絕緣層22；以及在上述第二層間絕緣層22中形成的像素電極11。
另外，形成貫通第一層間絕緣層21及絕緣膜16的接觸孔12b，使數(shù)據(jù)線14a和半導體層12a的導電性的連接成為可能。另外，形成貫通第二層間絕緣層22、第一層間絕緣層21以及絕緣膜16的接觸孔12c，使像素電極11和半導體層12a的導電性的連接成為可能。
對置電極32與元件基板20上的像素電極11相同，由ITO膜等透明導電性薄膜形成，在對置基板30上構(gòu)成上述對置基板30的液晶層40一側(cè)的表面上在與元件基板20上的數(shù)據(jù)線14、掃描線13a、開關元件12的形成區(qū)域相向的區(qū)域、即各像素的非顯示區(qū)域O中形成的遮光層33；以及覆蓋著上述遮光層33，遍及整個表面形成的對置電極32(公用電極)。
遮光層33具有提高對比度、防止彩色材料的混色等的功能，具有作為所謂的黑矩陣的功能。另外，遮光層33用來遮擋來自對置基板30一側(cè)的入射光，防止光線射入元件基板20的半導體層12a的溝道區(qū)或低濃度源區(qū)、低濃度漏區(qū)而引起的誤工作。
另外，液晶顯示裝置1沿著元件基板20及對置基板30的整個表面設有圖中未示出的取向膜。
這些元件基板20和對置基板30與像素電極11和對置電極32相向地配置，液晶被封入由這些基板包圍的空間內(nèi)，形成液晶層40。
這里，圖4(A)是圖2的D-D剖面圖，圖4(B)是圖2的E-E剖面圖，在該圖4(A)中，在剖面中形成像素電極，但在圖4(B)中，在剖面中形成功能元件。即，形成像素電極的部分的剖面結(jié)構(gòu)與形成功能元件的部分的剖面結(jié)構(gòu)不同。
功能元件18例如由傳感器等形成，如圖4(B)所示，配置在元件基板20上。在配置該功能元件18的區(qū)域中，在元件基板20上構(gòu)成用于形成配置在該元件基板20上的傳感器用的開關元件的晶體管的溝道區(qū)即半導體層19a；包括柵絕緣膜的絕緣膜19d；在上述絕緣膜19d上延伸形成的電容線13b；覆蓋著電容線13b、絕緣膜16、元件基板20形成的第一層間絕緣層21；遍及覆蓋上述第一層間絕緣層21的區(qū)域形成的第二層間絕緣層22；以及在上述第二層間絕緣層22上形成的傳感器用電極18a。
另外，形成貫通第二層間絕緣層22、第一層間絕緣層21以及絕緣膜19d的接觸孔19c，使傳感器用電極18a和半導體層19a的導電性的連接成為可能。由此，通過利用用于形成構(gòu)成功能元件用的開關元件的晶體管的作為溝道區(qū)的半導體層19a，選擇功能元件18的傳感器用電極18a，能進行信息的檢測。
另外，在圖4(A)所示的形成開關元件12或布線層的區(qū)域O中，形成遮光層32，在像素電極11的對顯示有貢獻的區(qū)域P中，基本上呈不形成遮光層32的結(jié)構(gòu)，但如圖4(B)所示，在配置功能元件18的區(qū)域P’中，也可根據(jù)需要，形成遮光層32。
在由上述這樣的平面結(jié)構(gòu)及剖面結(jié)構(gòu)構(gòu)成的液晶顯示裝置1中，如圖2及圖4(A)所示，形成像素電極11的對顯示有貢獻的區(qū)域P；以及由掃描線13a、數(shù)據(jù)線14a、數(shù)據(jù)線14b、電容線13b等的布線層及晶體管元件12構(gòu)成的對顯示無貢獻的非顯示區(qū)域O，犧牲構(gòu)成對顯示有貢獻的區(qū)域P的像素電極11中的某一個，設置功能元件18代替像素電極11。
即，在平面結(jié)構(gòu)中，如圖3所示形成因像素電極11而對顯示有貢獻的區(qū)域P、以及對顯示無貢獻的區(qū)域O，利用該對顯示無貢獻的區(qū)域O中包括的區(qū)域P’，配置功能元件18。
這時，例如從對置基板32入射的光在區(qū)域P中透過，在區(qū)域O、P’中不透過。
而且，雖然配置功能元件18的區(qū)域P’也成為對顯示無貢獻的區(qū)域，但在從整個圖像顯示區(qū)域看的情況下，設想能忽視由功能元件18產(chǎn)生的對顯示的影響的情況。在這樣的情況下，與上述的區(qū)域P、O無關，或者不限于有規(guī)則性的形狀，能任意地構(gòu)成功能元件18。
這樣，能使用稱為圖像顯示區(qū)域的廣闊區(qū)域，對以往在周邊外側(cè)區(qū)域中配置的構(gòu)件、或無法配置的構(gòu)件等功能元件(例如顯示功能以外的電路或傳感器等所有的功能的功能元件)附加顯示以外的功能，能謀求圖像顯示區(qū)域、顯示空間的有效利用，添加各種新的功能，以謀求多功能化，同時在集成方面對液晶顯示裝置是有利的。
(關于制造工序)其次，參照圖4(A)、(B)說明上述這樣構(gòu)成的液晶顯示裝置的制造工序。
首先，準備石英基板、硬玻璃基板、硅基板等元件基板20。這里，最好在惰性氣體氣氛中用高溫進行退火處理，通過進行這樣的前處理(熱處理)，以便在后面實施的高溫工序中減少基板發(fā)生的變形。
其次，在溫度較低的環(huán)境中利用減壓CVD法，在元件基板20上形成無定形硅膜，此后，通過在氮氣氣氛中對該無定形硅膜進行退火處理，使多晶硅膜固定層生長至達到特定的厚度為止。由此，進行開關元件12的半導體層12a和功能元件18的半導體層19a的構(gòu)成。
然后，用規(guī)定的溫度使構(gòu)成開關元件12的半導體層12a進行熱氧化，形成厚度薄的熱氧化硅膜，再用減壓CVD法，淀積成厚度比較薄的高溫氧化硅膜或氮化硅膜，形成具有多層結(jié)構(gòu)的絕緣膜16。這里，作為半導體層12a的形成方法，既可以用激光退火的多晶硅形成方法，也可以將單晶硅貼合在基板上形成。另外，為了形成絕緣膜16也可以采用PECVD法等的能低溫形成的方法。
其次，利用減壓CVD法等淀積了多晶硅膜后，熱擴散磷等，使多晶硅膜具有導電性能。然后，對多晶硅膜進行構(gòu)圖，形成圖2所示的規(guī)定圖形的掃描線13a和電容線13b。這里，也可以用濺射法等形成Al、Mo、Ti、Ta、Cr、W以及它們的合金，用金屬柵極代替多晶硅膜。
其次，在作成使開關元件12具有LDD結(jié)構(gòu)的n溝道型的TFT的情況下，為了在半導體層12a上形成低濃度源區(qū)及低濃度漏區(qū)，將成為掃描線13a的一部分的柵電極作為擴散掩模，以低濃度摻入雜質(zhì)離子。由此，掃描線13a下面的半導體層12a成為溝道區(qū)。
接著，為了形成構(gòu)成開關元件12的高濃度源區(qū)及高濃度漏區(qū)，在用比掃描線13a的寬度大的掩模在掃描線13a上形成了抗蝕劑層后，以高濃度摻入雜質(zhì)離子。
然后，重復進行這樣的各工序，如果用多晶硅膜形成構(gòu)成開關元件12的半導體層12a，則形成開關元件12時大致用同一工序能形成功能元件或其他數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路及掃描線驅(qū)動電路，這在制造上是有利的。
其次，為了覆蓋開關元件12中的掃描線13a和電容線13b，例如用常壓或減壓CVD法形成由氧化硅膜等構(gòu)成的第一層間絕緣層21。
然后，為了將高濃度源區(qū)及高濃度漏區(qū)激活，在進行了退火處理后，通過刻蝕，形成對半導體層12a的數(shù)據(jù)線14的接觸孔。
另外，在第一層間絕緣層21中也開通使掃描線13a或電容線13b與圖中未示出的布線層連接用的接觸孔。另外，也同樣地形成對功能元件18的布線等所需要的接觸孔。
其次，用濺射法等在第一層間絕緣層21上淀積遮光性的Al等低電阻金屬或金屬硅化物等形成金屬膜，另外，再通過光刻工序、刻蝕工序等，對金屬膜進行構(gòu)圖，形成數(shù)據(jù)線14。接著，為了覆蓋數(shù)據(jù)線14，例如用PECVD法形成由氧化硅膜等構(gòu)成的第二層間絕緣層22。
其次，在開關元件12中，通過刻蝕形成導電性地連接像素電極11和高濃度漏區(qū)用的接觸孔12c。另外，利用濺射法等，在第二層間絕緣層22上淀積ITO膜等透明導電性薄膜，并對它進行構(gòu)圖，形成像素電極11。
另一方面，關于對置基板30，首先準備玻璃基板等，例如濺射金屬鉻后，經(jīng)過光刻工序、刻蝕工序，形成遮光層33。
此后，利用濺射法等，在對置基板32的整個表面上淀積ITO膜等透明導電性薄膜，形成對置電極32。以上的制造方法不過是一例，不言而喻也可以采用眾所周知的低溫多晶硅TFT制造工藝、或高溫多晶硅TFT制造工藝、體硅制造工藝、SOI制造工藝等。
最后，如上所述，沿著與規(guī)定的摩擦方向交叉地配置形成了各層的元件基板20和對置基板32，貼合成規(guī)定的盒厚，制作空面板。將液晶封入面板內(nèi)，作成本實施例的液晶顯示裝置。
這樣，在本實施例中，如圖4(A)、(B)所示，由于在同一層中形成開關元件12的半導體層12a和功能元件18的半導體層19a，而且在同一加工工序中形成，不需要分別制造現(xiàn)有那樣的功能元件和液晶顯示裝置，所以能謀求降低制造功能元件內(nèi)置型的液晶顯示裝置時的成本。
如上所述，如果采用本實施例，則由于不采用以往那樣的外接方式，能將具有與開關元件不同的功能的功能元件組裝在由構(gòu)成液晶顯示裝置的多個像素構(gòu)成的供顯示的圖像顯示區(qū)域內(nèi)部，所以能將各種功能內(nèi)置，能謀求高功能化、高集成化。
另外，由于不需要像以往那樣分別進行液晶顯示裝置的制造工藝和各種功能元件的制造工藝，在液晶顯示裝置的制造工藝內(nèi)包括制造上述功能元件的工藝，特別是能用與基板工藝相同的工序，制造各種功能元件，所以能謀求簡化制造工序、降低制造成本。
另外，在圖2中，示出了用對顯示有貢獻的四個區(qū)域P中的一個配置功能元件18的結(jié)構(gòu)例。在實現(xiàn)能進行彩色顯示的液晶顯示裝置的情況下，最好采用圖12所示的結(jié)構(gòu)來代替該結(jié)構(gòu)。即，將對顯示有貢獻的區(qū)域P作成長的縱向矩形，將濾色片的R、G、B不同的色素層分配給相鄰的三個點。這三個點構(gòu)成能進行彩色顯示的一個像素。然后，在圖12中的各點的下側(cè)，設置比對顯示有貢獻的區(qū)域P的面積小的對顯示無貢獻的區(qū)域O，將功能元件18配置在各區(qū)域O內(nèi)。另外，在該情況下，也可以配置多個功能不同的功能元件。
這樣，在將圖像傳感器等功能元件18以二維方式配置在圖像顯示區(qū)域B內(nèi)的情況下，最好改變對顯示有貢獻的區(qū)域P和對顯示無貢獻的區(qū)域O的面積比而進行設計。因此能抑制數(shù)值孔徑的下降，能抑制由于設置了功能元件18而引起的顯示品位的下降。
或者，也可以不像圖12所示那樣對應于各點逐個地設置功能元件18，而是如圖13所示，對應于R、G、B三個點設置一個功能元件18。
其次，根據(jù)圖5至圖7說明本發(fā)明的第二實施例。另外，以下對于實質(zhì)上與上述第一實施例相同的結(jié)構(gòu)只簡單地加以說明，主要說明涉及不同的部分的事項。圖5是表示本實施例的液晶顯示裝置的平面圖。
在上述的第一實施例中，雖然犧牲了形成像素電極的區(qū)域而配置功能元件，但在本實施例中，卻不犧牲像素電極，而是公布了這樣一種情況利用能配置布線層或開關元件的區(qū)域，在平面視圖中與該區(qū)域大致重疊地配置。
具體地說，在液晶顯示裝置100的平面結(jié)構(gòu)中，如圖5所示，以矩陣狀形成掃描線113a、電容線113b、數(shù)據(jù)線114等的布線層，通過將像素電極111配置在這些掃描線113a、數(shù)據(jù)線114的各交叉點上，分別將像素電極111構(gòu)成為各矩陣狀。
另外，從平面上看，與這些數(shù)據(jù)線114及掃描線113a重疊地形成半導體層112a，該半導體層112a用來形成構(gòu)成選擇像素電極111用的開關元件112的晶體管，另外，從平面上看，將功能元件118配置在與數(shù)據(jù)線114、掃描線113a等的布線層或上述開關元件112大致重疊的位置上。
另外，開關元件112利用半導體層112a與數(shù)據(jù)線114導電性地連接，同時與像素電極111導電性地連接。
在具有上述這樣的結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置100中，如圖5及圖6所示，形成由像素電極111構(gòu)成的對顯示有貢獻的區(qū)域P；以及由掃描線113a、數(shù)據(jù)線114、電容線113b構(gòu)成的對顯示無貢獻的區(qū)域O，利用圖6所示的對顯示無貢獻的區(qū)域O，配置功能元件。該對顯示無貢獻的區(qū)域O本來就是不透射光的區(qū)域，所以即使配置功能元件，也不會降低顯示品位。
另外，在液晶顯示裝置100的剖面結(jié)構(gòu)中，如圖7所示，包括構(gòu)成了上述像素電極111、開關元件112、掃描線113a及數(shù)據(jù)線114等的元件基板120；形成了功能元件118、絕緣層131、遮光層133、對置電極132的對置基板130；以及被充填在這些元件基板120及對置基板130之間的液晶層140。
即，在圖5所示的平面結(jié)構(gòu)中，功能元件118配置在從平面上看與數(shù)據(jù)線114、掃描線113a等的布線層或上述開關元件112重疊的位置上，可是在圖7所示的剖面結(jié)構(gòu)中，在上述對置基板130的液晶層140一側(cè)的表面上形成對應于上述開關元件112的區(qū)域。
另外，覆蓋著上述功能元件118及對置基板130形成絕緣層131，在對應于上述開關元件112的區(qū)域的絕緣層131的下層上形成遮光層133，覆蓋著上述遮光層133及絕緣層131形成對置電極132。另外，遮光層133位于對置基板130一側(cè)、或位于對置基板130一側(cè)及元件基板120一側(cè)、或位于元件基板120一側(cè)等任何一種情況都可以。這時，雖然入射光可以從元件基板120、對置基板130任意一方入射，但在利用遮光層133遮擋來自對置基板130一側(cè)的光的情況下，最好將上述遮光層133配置在對置基板130一側(cè)。另外，涉及功能元件118的布線層雖然省略了，但最好設置在對置基板130一側(cè)。另外，也可以在相當于遮光層133與液晶層140之間的位置形成功能元件118。
這時，如圖7所示，形成像素電極111對顯示有貢獻的區(qū)域P雖然受元件基板120上的數(shù)據(jù)線114、掃描線113a、以及電容線113b等的布線寬度和上述開關元件112的大小等的制約，但構(gòu)成能使光通過的開口區(qū)域。即，形成上述像素電極111的以外的各像素電極111之間成為作為非顯示區(qū)的對顯示無貢獻的區(qū)域O。
而且，將本實施例的功能元件118配置在這樣的對顯示無貢獻的區(qū)域O中的任意的位置上。另外，功能元件所重疊的位置也可以這樣構(gòu)成掃描線、電容線、數(shù)據(jù)線、開關元件中至少一方整體地或局部地重疊。
這里，在上述第一實施例中，由于將功能元件配置在圖像顯示區(qū)域內(nèi)的任意的空間，所以考慮到數(shù)值孔徑下降等問題，可以預料數(shù)值孔徑下降的部分變暗。
與此不同，在本實施例中，由于在作為對顯示無貢獻的區(qū)域的平面視圖中，將功能元件配置在與布線層或開關元件重疊的位置上，所以不會產(chǎn)生由于數(shù)值孔徑的下降引起的顯示品位的下降。由此，在能作為PDA或移動電話等便攜型信息終端的顯示器利用的液晶顯示裝置等這樣的透射窗口小的環(huán)境中，觀看顯示時變得有利。
另外，由于功能元件被設置在與對置基板一側(cè)的遮光層重疊的區(qū)域，所以能在不透光的區(qū)域中構(gòu)成功能元件。另外，由于功能元件設置在對置基板一側(cè)，所以與配置在元件基板一側(cè)的情況相比，元件的密度低，合格率變好。
另外，例如在溫度校正電路中構(gòu)成了功能元件118的情況下，通過在圖像顯示區(qū)域B內(nèi)設置若干個溫度校正電路，能校正實際的圖像顯示區(qū)域B內(nèi)的溫度。
如上所述，如果采用本實施例，則由于不采用以往那樣的外接方式，而能采用與構(gòu)成液晶顯示裝置的布線或開關元件相重疊的形式，將功能元件組裝在內(nèi)部，所以能謀求高集成化，這時，由于在與布線及開關元件重疊的位置形成功能元件，所以不會妨礙像素電極的對顯示有貢獻的區(qū)域(開口區(qū)域)，顯示品位不會下降。
其次，根據(jù)圖8(A)、(B)說明本發(fā)明的第三實施例。圖8(A)、(B)是表示本發(fā)明的第三實施例的平面圖。
在本實施例中，公布了這樣一種情況的例子其結(jié)構(gòu)是使在圖像顯示區(qū)域形成的功能元件的個數(shù)相對于像素電極的個數(shù)少。
具體地說，在本實施例的液晶顯示裝置200的平面結(jié)構(gòu)中，如圖8(A)所示，以矩陣狀形成掃描線213a、電容線213b、像素電極用的數(shù)據(jù)線214a、功能元件用的數(shù)據(jù)線214b等的布線層，通過將像素電極211配置在這些掃描線213a、數(shù)據(jù)線214a、214b的各交叉點上，可將像素電極211分別構(gòu)成為矩陣狀。
另外，從平面上看，與這些數(shù)據(jù)線114a、214b、掃描線213a、電容線213b重疊地形成半導體層212a，該半導體層212a用來形成構(gòu)成選擇像素電極211用的開關元件212的晶體管。
另外，在數(shù)據(jù)線214b與掃描線213a及電容線213b交叉的區(qū)域、在相鄰的四個像素電極211之間設置功能元件218。
在本實施例中，由于在與元件基板的像素電極211為同一層(同一平面)上配置功能元件218，所以采取將像素電極211的對應部分切掉的結(jié)構(gòu)，以便對應于功能元件218的形狀。另外，在本實施例中，利用功能元件用的數(shù)據(jù)線214b與掃描線213a交叉的對顯示無貢獻的非顯示區(qū)域，配置功能元件218。
通過這樣構(gòu)成，如圖8(B)所示，使各功能元件218相互之間的間隔d1比各像素電極211相互之間的間隔d2寬，降低密度差、即降低圖像顯示區(qū)域中的功能元件218的密度。
這樣，通過減少功能元件218的配置數(shù)量，來減少功能元件218的在平面上的占有區(qū)域，降低對像素電極211中的對顯示有貢獻的區(qū)域的妨礙程度，能將透光的對顯示有貢獻的區(qū)域形成得大一些，使數(shù)值孔徑的下降達到最小限度，能防止顯示品位的下降。
另外，由于在大致同一層上形成功能元件和像素電極，所以也能在同一制造工序中進行，能謀求提高制造中的生產(chǎn)率、以及降低成本。另外，由于功能元件的個數(shù)少，所以能提高合格率。
另外，在本實施例中，雖然舉例說明了相對于四個像素電極配置一個功能元件的情況，但與這種分配是沒有關系的。例如也可以相對于九個像素電極配置一個功能元件。配置功能不同的多個功能元件時，適合采用本實施例。即，如果使功能不同的多個功能元件偏移并同樣地配置，則能提供多功能、高性能的液晶顯示裝置。
另外，雖然說明了使功能元件的個數(shù)比像素電極的個數(shù)少的情況，但像素電極的個數(shù)比功能元件的個數(shù)少的情況也可以，重要的是像素電極的間隔與功能元件的間隔不同即可。
另外，作為變例，在形成布線層與像素電極一部分重疊的區(qū)域的情況下，通過在掃描線的上層形成電容線，還能提高數(shù)值孔徑。
另外，雖然能按照幾個特定的實施例說明本發(fā)明的裝置和方法，但本專業(yè)工作者在不脫離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下，可以對本發(fā)明的正文中記述的實施例進行各種變形。
例如，在上述第二實施例中，雖然示出了功能元件介于遮光層與對置基板之間的情況，但不限于此，如圖9所示，也可以在與面向?qū)χ没?30的液晶層140一側(cè)相反一側(cè)的面M上形成保護層134，將功能元件136配置在該保護層134內(nèi)與遮光層133及遮光層135重疊的位置上。另外，保護層134例如能使用氮化膜或氧化膜等。
另外，也可以將功能元件及功能元件的布線層設置成層疊在元件基板上的開關元件及布線層的上層。
具體地說，如圖10所示，在液晶顯示裝置400的剖面結(jié)構(gòu)中，包括構(gòu)成了開關元件412、掃描線413a、數(shù)據(jù)線414以及像素電極411等的元件基板420；形成了對置電極432的對置基板430；以及充填在這些元件基板420及對置基板430之間的液晶層440。
在元件基板420上包括形成配置在該元件基板420上的像素電極411選擇用的開關元件412的晶體管用的半導體層412a；使上述半導體層412a與掃描線413a絕緣用的包括柵絕緣膜的絕緣膜416；在上述絕緣膜416上分別分離形成的掃描線413a及電容線413b；覆蓋著上述掃描線413a、電容線413b、絕緣膜416、元件基板420形成的第一層間絕緣層421；沿著覆蓋上述第一層間絕緣層421的區(qū)域形成的第二層間絕緣層422；在形成上述半導體層412a的區(qū)域中，貫通上述第一層間絕緣層421及上述第二層間絕緣層422而配置的數(shù)據(jù)線414；以及在上述第二層間絕緣層422上形成上述半導體層412a的區(qū)域O內(nèi)接觸在數(shù)據(jù)線414上而形成的功能元件452。
這里，在功能元件452中構(gòu)成形成構(gòu)成在上述第二層間絕緣層422及數(shù)據(jù)線414上形成的功能元件用的開關元件的晶體管用的半導體層452a；使上述半導體層452a和功能元件用的掃描線453絕緣用的包括柵絕緣膜的絕緣膜452b；以及與上述功能元件用的半導體層452a導電性連接的電極455。
而且，在元件基板420中構(gòu)成在上述絕緣膜452b上形成的功能元件用的掃描線452；覆蓋著上述掃描線453、絕緣膜452b、第二層間絕緣層422而形成的第三層間絕緣層423；在形成上述第三層間絕緣層423上的上述半導體層452a的區(qū)域中配置的功能元件用的數(shù)據(jù)線454；遍及覆蓋住數(shù)據(jù)線454及第三層間絕緣層423的區(qū)域形成、同時在電極455的形成區(qū)域中開口而形成的第四層間絕緣層424；以及避開形成上述半導體層412a的區(qū)域O、在上述第四層間絕緣層424上形成的像素電極411。
另外，形成貫通第二層間絕緣層422、第一層間絕緣層421、絕緣膜416的接觸孔，能進行數(shù)據(jù)線414與半導體層412a、以及數(shù)據(jù)線414與半導體層452a的導電性連接。另外，形成貫通第四層間絕緣層424、第三層間絕緣層423、第二層間絕緣層422、第一層間絕緣層421、絕緣膜412b的接觸孔，能進行像素電極411與半導體層412a的導電性連接。
另外，形成貫通第三層間絕緣層423、絕緣膜452b的接觸孔，能進行功能元件用的數(shù)據(jù)線454與功能元件用的半導體層452a的導電性連接。另外，形成貫通第三層間絕緣層423及絕緣膜452b的接觸孔，能進行電極455與半導體層452a的導電性連接。就是說，功能元件用的數(shù)據(jù)線454與用于選擇像素電極的像素電極用的數(shù)據(jù)線414導電性地連接，輸入輸出端子共用化。這里，通過不進行導電性地連接而形成數(shù)據(jù)線414和半導體層452a，能使選擇像素電極用的開關元件和功能元件獨立地輸入輸出。
與元件基板420的像素電極411相同，對置電極432(公用電極)由ITO膜等透明導電性薄膜形成、且在遍及對置基板430的整個表面形成。
在這樣構(gòu)成的液晶顯示裝置400中，具有與上述各實施例相同的作用和效果，能采用開關元件412的掃描線413a及數(shù)據(jù)線414以及功能元件452的掃描線453及數(shù)據(jù)線454分別獨立地重疊配置的結(jié)構(gòu)。
另外，在上述各實施例中，雖然舉例說明了以設置一種功能元件的情況為主而構(gòu)成的情況，但也可以是作為功能元件設置多種不同的功能構(gòu)件的情況。
另外，在上述各實施例中，雖然以有源矩陣型的液晶構(gòu)成，但也可以不是有源矩陣型的液晶。即，也可以這樣構(gòu)成像列線位于一塊基板上、行線位于另一塊基板上的無源矩陣型那樣，在像素電極呈條狀在上下的基板上交叉的情況下，通過選擇雙方的列線及行線，分別施加電壓，在施加電壓期間液晶活動，成為選擇期間。在此情況下，在圖像顯示區(qū)域B內(nèi)，能配置具有導電性地連接在互相交叉的多條數(shù)據(jù)線與多條掃描線上的傳感器用電極(功能元件用電極)的功能元件。這成為將無源矩陣型的液晶顯示裝置與有源矩陣型的功能元件組合起來的結(jié)構(gòu)。
另一方面，如圖14、15所示，液晶驅(qū)動一側(cè)有互相交叉的多條數(shù)據(jù)線14a和多條掃描線13a；以及在被數(shù)據(jù)線14a和掃描線13a包圍的區(qū)域中分別設置的液晶驅(qū)動用的像素電極11。另一方面，功能元件18一側(cè)有由元件基板20側(cè)的傳感器用電極18a和對置基板30側(cè)的電極(圖中未示出)構(gòu)成的一對電極。而且，也可以這樣構(gòu)成元件基板20一側(cè)用圖14所示的列選擇電路53選擇傳感器用電極18a，對置基板30一側(cè)用圖15所示的與列側(cè)正交的方向的與行選擇電路54連接的行線55選擇對置基板一側(cè)的電極，在由雙方選擇的電極對應的像素中，由檢測電路51進行數(shù)據(jù)的讀出。
利用該結(jié)構(gòu)，能實現(xiàn)將有源矩陣型的液晶顯示裝置與無源矩陣型的功能元件組合起來的結(jié)構(gòu)。如果進行任意的組合，使一方為無源矩陣型，則能使結(jié)構(gòu)簡單，價格降低。
或者，如圖16所示，也可以這樣構(gòu)成在對顯示有貢獻的區(qū)域內(nèi)配置功能元件，電極56兼作液晶驅(qū)動用電極和功能元件用電極，而且開關元件57兼作將電壓加在液晶驅(qū)動用電極上用的開關元件和對功能元件進行數(shù)據(jù)的寫入或讀出用的開關元件。在此情況下，對數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路3來說，檢測電路51和控制它用的控制器52就成為必要。
另外，在圖1中的液晶顯示裝置的元件基板上，還可按照在制造過程中或出廠時該液晶顯示裝置的品質(zhì)、缺陷等情況，不在元件基板上設置及掃描線驅(qū)動電路，而代之以例如通過設置在元件基板的周邊部分上的各向異性導電薄膜，導電性地及機械地與TAB(條帶自動鍵合)基板上安裝了的驅(qū)動用LSI連接。
另外，也可以分別對應于例如TN(扭曲向列)模式等工作模式、或常白模式/常黑模式，將偏振膜、延遲膜、偏振裝置等按照規(guī)定的方向配置在對置基板的投射光入射的一側(cè)及元件基板的出射光出射的一側(cè)。
另外，不限于透射型的液晶顯示裝置，也可以是反射型的液晶顯示裝置、兩者兼?zhèn)涞幕旌闲偷囊壕э@示裝置。這時，實施例的液晶顯示裝置例如最好應用于便攜型信息終端等電子裝置中。在此情況下，能實現(xiàn)顯示品位好、備有觸摸鍵等多種功能的電子裝置。
另外，也可以在對置基板上與每一個像素一一對應地形成微透鏡。如果這樣做，則通過提高入射光的會聚效率，能實現(xiàn)明亮的液晶顯示裝置。另外，通過在對置基板上淀積使任何一層的折射率都不相同的干涉層，利用光的干涉，也可以形成產(chǎn)生RGB色的二向色濾光片。如果采用帶有該二向色濾光片的對置基板，則能實現(xiàn)更明亮的彩色液晶顯示裝置。
另外，作為設置在各像素上的開關元件，對于正交錯型或共面型的多晶硅TFT、或逆交錯型的TFT、無定形硅TFT、SOI-MOSFET等其他形式的TFT、或體硅MOSFET、雙極性晶體管等來說，各實施例都有效。
另外，在上述實施例中包括各種階段，通過所公開的多個結(jié)構(gòu)要素的適當?shù)慕M合，能實現(xiàn)種種發(fā)明。就是說，當然包括上述的各實施例之間、或它們中的任意一個與各變例中的任意一個相組合的例子。另外，從實施例所示的全部結(jié)構(gòu)要素中去掉幾個結(jié)構(gòu)要素的結(jié)構(gòu)也可以。例如，在上述的說明中，雖然作為液晶裝置說明了電光裝置，但本發(fā)明不限于此，對于使用電致發(fā)光(EL)、數(shù)字微鏡器件(DMD)、或者等離子體發(fā)光或電子釋放產(chǎn)生的熒光等的各種電光元件的電光裝置、以及備有該電光裝置的電子裝置來說，都能適用，這是不言而喻的。
而且，到此為止的記述只是公開本發(fā)明的實施例的一例，在規(guī)定的范圍內(nèi)能進行適當?shù)淖冃渭?或變更，但各實施例只是例示性的，而不是限制性的。
如上所述，如果采用本發(fā)明，則由于不依賴于以往的外接方式，能將具有與驅(qū)動元件不同的功能的功能元件組裝在由構(gòu)成液晶顯示裝置的由多個像素構(gòu)成的供顯示的區(qū)域內(nèi)部，所以能將各種功能內(nèi)置，能謀求高功能化、高集成化。
另外，由于不需要像以往那樣分別進行液晶顯示裝置的制造工藝和功能元件的制造工藝，制造上述功能元件的工藝被包括在制造液晶顯示裝置的工藝內(nèi)，所以能謀求在制造時成本降低。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置，它由排列成矩陣狀的多個像素、以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件和驅(qū)動上述像素用的信號的布線層構(gòu)成，具有供顯示的區(qū)域，該液晶顯示裝置的特征在于，包括夾持液晶的一對基板中形成上述驅(qū)動元件及上述布線層的一塊基板；與上述一塊基板相向的另一基板；配置在上述另一基板上的、與上述驅(qū)動元件相向的位置上設置的遮光層；以及在上述供顯示的區(qū)域內(nèi)，在上述另一基板上對上述驅(qū)動元件重疊的位置上配置的具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件，上述功能元件形成在上述遮光層的面向上述液晶的一側(cè)。
2.一種液晶顯示裝置，具有排列成矩陣狀的多個像素；驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件；以及為驅(qū)動上述像素，由互相交叉的多條數(shù)據(jù)線和多條掃描線構(gòu)成的信號的布線層，它具有供顯示的區(qū)域，其特征在于包括在上述供顯示的區(qū)域內(nèi)，對上述驅(qū)動元件或上述布線層重疊的位置上配置的、具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件，上述功能元件有一對電極，上述一對電極以在平面上互相交叉的方式分別設置在夾持液晶的一對基板上。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的液晶顯示裝置，其特征在于上述功能元件包括多種各功能構(gòu)件。
4.一種電光裝置，它由排列成矩陣狀的多個像素、以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件和驅(qū)動上述像素用的信號的布線層構(gòu)成，具有供顯示的區(qū)域，該電光裝置的特征在于，包括一對基板中形成上述驅(qū)動元件及上述布線層的一塊基板；與上述一塊基板相向的另一基板；配置在上述另一基板上的、與上述驅(qū)動元件相向的位置上設置的遮光層；以及在上述供顯示的區(qū)域內(nèi)，在上述另一基板上對上述驅(qū)動元件重疊的位置上配置的具有與上述驅(qū)動元件的功能不同的功能的功能元件，上述功能元件形成在上述遮光層的面向上述另一基板的一側(cè)。
5.一種電子裝置，其特征在于備有權(quán)利要求4中所述的電光裝置。
全文摘要
本發(fā)明的課題是，提供一種不需要將功能元件外接在液晶顯示面板的周邊外側(cè)區(qū)域中，通過安裝功能元件能謀求高功能化的液晶顯示裝置。液晶顯示裝置有排列成矩陣狀的多個像素以及驅(qū)動該像素的驅(qū)動元件(12)。而且，在由多個上述像素構(gòu)成的供顯示的區(qū)域內(nèi)，配置具有與上述驅(qū)動元件(12)的功能不同的功能的功能元件(18)。由此，能將具有各種功能的功能元件(18)組裝在面板內(nèi)部，所以能謀求高功能化。
文檔編號G02F1/133GK1811532SQ20051012470
公開日2006年8月2日 申請日期2003年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月19日
發(fā)明者山崎泰志 申請人:精工愛普生株式會社