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JP4033217B2 - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、表示輝度の制御を行う表示装置等に好適な電気光学装置、及び電子機器に関する。
液晶パネルは、ガラス基板、石英基板等の２枚の基板間に液晶を封入して構成される。
各基板には電極を設け、画像信号を電極に供給する。各基板の電極相互間の液晶は、画像
信号に応じて光学特性が変化する。即ち、各基板の電極相互間の液晶に画像信号に基づく
電圧を印加することで、液晶分子の配列を変化させるのである。これにより、各画素にお
ける光の透過率が画像信号に応じて変化することになり、画像信号に応じた画像表示が行
われる。
このような液晶パネルにおいて高輝度の表示を行うために、一般的には、液晶パネルの
背面にはバックライトが設けられている。このようなバックライトとして、導光板を用い
て、照明の均一性を向上させる装置も開発されている。バックライトによって液晶パネル
の表示領域を照明することで、十分な輝度で表示領域上の表示を観察することができる。
ところで、液晶パネルの表示の見易さは、周囲の明るさに応じて変化する。例えば、周
囲光が明るいほど、表示領域の照明を明るくした方が、表示は見やすい。逆に、周囲光が
十分に暗い場合には、表示領域を必要以上に明るくする必要はない。
特許文献１には、周囲の明るさに拘わらず見やすい表示を提供するために、周囲の光を
検知してそのフィードバック情報によりバックライトの輝度を制御する技術が開示されて
いる。
特開２００３−７８８３８号公報
ところで、特許文献１の装置においては、周囲光（外光）を検出する光センサとして、
ディスクリート部品を採用している。このため、光センサをフレキシブルプリント基板上
に実装する必要があり、工数及びコスト増を招来する。
そこで、液晶パネル等の表示パネルを構成する基板上に、ＰＩＮ型ダイオードを用いた
光センサを形成することが考えられる。この場合には、表示領域中の半導体層と同層にＰ
ＩＮ型ダイオードを形成する。
しかしながら、表示領域中の半導体層については、自己整合的にＬＤＤ構造を形成する
ために、半導体層上に、ゲート電極を形成しておく必要がある。ＰＩＮ型ダイオード形成
領域においても、イントリンシック層への不純物の注入を阻止するために、イントリンシ
ック層上に、ゲート電極と同一層で、導電性材料によるマスク（以下、マスク用導電層と
いう）を形成する必要がある。イントリンシック層上にマスク用導電層が残存した場合に
は、マスク用導電層によってイントリンシック層への光の入射が制限されて十分な光感度
を得ることができない。このため、ＰＩＮ型ダイオードの形成領域においては、マスク用
導電層を除去する工程を設ける必要があり、工程数が増加するという問題点があった。
本発明は、マスク用導電層を除去することなくイントリンシック層に効率的に光を入射
させることを可能にすることにより十分な光感度を得ることができる電気光学装置、受光
装置及び電子機器を提供することを目的とする。
本発明に係る電気光学装置は、対向配置した第１及び第２の透明基板を備える表示パネルと、前記第２の透明基板の下方に設けられた照明部と、を具備する電気光学装置において、前記第１の透明基板側から入射する外光の照度を検出するＰＩＮ型ダイオードと、前記ＰＩＮ型ダイオードに対向して配置され、前記外光を反射させて前記ＰＩＮ型ダイオードに導く反射板と、を含み、前記照明部の光から前記ＰＩＮ型ダイオードが遮光されるよう構成されてなることを特徴とする電気光学装置。

このような構成によれば、ＰＩＮ型ダイオードは、透明基板に形成されて、透明基板の受光側面を介して入射された光を受光する。透明基板に入射した光の一部は、透明基板を通過する。ＰＩＮ型ダイオードに対向して反射板が設けられており、透明基板を通過した光はＰＩＮ型ダイオード側に反射する。これにより、透明基板の受光側面から入射する光の大部分をＰＩＮ型ダイオードに入射させることができ、高感度の外光検出が可能である。
また、前記第２の基板は、スイッチング素子及び画素電極が形成された素子基板であり、前記ＰＩＮ型ダイオードが前記素子基板に形成されてなることを特徴とする。
このような構成によれば、表示パネルは、対向配置された第１及び第２の透明基板によ
って構成され、第２の透明基板にはＰＩＮ型ダイオードが形成される。第１の透明基板の
受光側面から入射した光は、第２の透明基板の受光側面を介して第２の透明基板内に入射
し、ＰＩＮ型ダイオードによって受光される。第２の透明基板の受光面側を介して入射し
た光の一部は、第２の透明基板を通過する。第２の透明基板の受光側面とは反対側の面側
には反射部が設けられている。この反射部によって、第２の透明基板を通過した光は反射
して、ＰＩＮ型ダイオードに入射する。これにより、第１の透明基板の受光側面から入射
する光の大部分をＰＩＮ型ダイオードに入射させることができ、高感度の外光検出が可能
である。
また、本発明の一態様によれば、前記ＰＩＮ型ダイオードは、ＰＩＮ型ダイオードを構
成するイントリンシック層上にマスク用導電層が形成されていることを特徴とする。
このような構成によれば、製造時においては、マスク用導電層によって、ＰＩＮ型ダイ
オードを構成するイントリンシック層に、不純物が導入されることが阻止される。一方、
受光時には、マスク用導電層によって、受光側面からの入射した光がイントリンシック層
には入射しにくい。この場合でも、反射部によって、第２の透明基板を通過した光が反射
されてＰＩＮ型ダイオードのイントリンシック層に入射するので、ＰＩＮ型ダイオードは
外光の照度を高感度に検出することができる。
また、本発明の一態様によれば、前記反射部は、前記照明部を保持する枠体に設けられ
ることを特徴とする。
このような構成によれば、比較的簡単な作業によって枠体に反射部を設けることができ
、簡単な構成で高感度の外光検出が可能である。
また、本発明の一態様によれば、前記反射部は、前記照明部からの光を遮光する遮光手
段と、前記第２の透明基板を通過した光を前記ＰＩＮ型ダイオードに反射させる反射手段
とを具備したことを特徴とする。
このような構成によれば、遮光手段によって照明部からの光が遮光されるので、ＰＩＮ
型ダイオードに照明部の光が入射されることはなく、ＰＩＮ型ダイオードによって正確に
外光の照度検出が可能である。
また、本発明の一態様によれば、前記反射部は、前記第２の透明基板の受光側面とは反
対側の面に設けられることを特徴とする。
このような構成によれば、比較的簡単な作業で、反射部を第２の透明基板の受光側面と
は反対側の面に設けることができる。
また、本発明の一態様によれば、前記ＰＩＮ型ダイオードは、前記第１及び第２の透明
基板が対向した領域内に設けられることを特徴とする。
このような構成によれば、第１及び第２の透明基板が対向する領域は表示が行われる領
域であり、外光の入射が可能である。従って、この領域にＰＩＮ型ダイオードを配置する
ことによって、ＰＩＮ型ダイオードへの光の入射のための構造を容易に構築することがで
きる。
また、本発明の一態様によれば、前記ＰＩＮ型ダイオードは、前記第１及び第２の透明
基板が対向していない領域内に設けられることを特徴とする。
このような構成によれば、第１及び第２の透明基板が対向する領域は表示が行われる領
域であり、照明部からの光が入射する。従って、この領域以外の領域にＰＩＮダイオード
を設けることにより、照明部からの光がＰＩＮダイオードに入射することを防止して、外
光の正確な照度検出が可能である。
本発明に係る受光装置は、透明基板と、前記透明基板に形成されて前記透明基板の受光
側面を介して入射された光を受光するＰＩＮ型ダイオードと、前記透明基板の受光側面と
は反対側の面側に設けられて、前記透明基板を通過した光を前記ＰＩＮ型ダイオードに反
射させる反射部と、を具備したことを特徴とする。
このような構成によれば、ＰＩＮ型ダイオードは、透明基板に形成されて、透明基板の
受光側面を介して入射された光を受光する。透明基板に入射した光の一部は、透明基板を
通過する。透明基板の受光側面とは反対側の面側には反射部が設けられており、透明基板
を通過した光はＰＩＮ型ダイオード側に反射する。これにより、透明基板の受光側面から
入射する光の大部分をＰＩＮ型ダイオードに入射させることができ、高感度の外光検出が
可能である。
また、本発明に係る電子機器は、上記電気光学装置を用いて構成したことを特徴とする
。
このような構成によれば、外光を高感度に検出することができ、外光の照度に応じて表
示を最適化すること等が可能である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の第
１の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す斜視図である。図２は図１の電気光学装
置に採用される表示パネルの等価回路図である。図３は図１の電気光学装置として液晶パ
ネルを採用した場合において、液晶パネルを外枠に格納した状態の断面構造を示す断面図
である。
＜第１の実施の形態＞
図１及び図２において、電気光学装置１１は、２枚の基板を貼り合わせて構成された表
示パネル２１によって構成されている。表示パネル２１として液晶パネルを採用する場合
には、図１に示すように、電気光学装置１１は表示パネル２１と照明部２２とを備える。
なお、電気光学装置として自発光型の表示パネルを採用することもでき、この場合には、
照明部２２は不要である。
表示パネル２１は光を透過する素子基板２３及び対向基板２４相互間に、図示しない液
晶を封入して構成される。対向配置された素子基板２３と対向基板２４とは、図示しない
シール材によって貼り合わされている。表示パネル２１には、有効表示領域１４において
、例えば水平方向に延在して設けられた複数の走査線３３（図２参照）と、垂直方向に延
在して設けられた図示しない複数のデータ線３４とを有し、複数の走査線３３と複数のデ
ータ線３４との交差に対応して画素が構成される。
素子基板２３上には、画素を構成する画素電極（ＩＴＯ）３６（図２参照）が配置され
る。また、対向基板２４側にも図示しない対向電極（共通電極（ＩＴＯ））が設けられる
。素子基板２３の画素電極３６上には、液晶に接して、ラビング処理が施された図示しな
い配向膜が設けられている。一方、対向基板２４側においても、液晶に接して、ラビング
処理が施された図示しない配向膜が設けられている。各配向膜は、例えば、ポリイミド膜
等の透明な有機膜からなる。また、対向基板２４にはデータ線及び走査線に沿って、図示
しない遮光膜も形成されている。
なお、対向基板２４の観察面側と、素子基板２３の素子形成面（以下、受光側面ともい
う）の反対側とには、夫々図示しない偏光板が設けられている。これらの偏光板は、素子
基板２３及び対向基板２４に形成された配向膜のラビング方向に対応した偏光軸に設定さ
れる。
バックライトとして機能する照明部２２は素子基板２３の下方から光を出射する。照明
部２２は、例えば、光源を構成する複数の図示しない発光ダイオード（以下、ＬＥＤとい
う）と導光板２５とを有する。導光板２５は外枠２６に嵌め込まれている。ＬＥＤからの
光は導光板２５内に導かれ、導光板２５の底面及び側面の反射層によって反射、散乱し、
導光板２５の上面から出射される。
導光板２５の上面には、拡散シート２７及びプリズムシート２８が配置される。拡散シ
ート２７及びプリズムシート２８は、導光板２５からの光を拡散して、上方に出射する。
このプリズムシート２８上に、表示パネル２１が配置されるようになっている。
また、導光板２５上には、遮光板２９も設けられている。遮光板２９は、拡散シート２
７及びプリズムシート２８を囲むように、導光板２５の縁辺部上に設けられている。遮光
板２９によって、導光板２５からの光が、表示パネル２１の有効表示領域１４以外の領域
に入射されることが防止されるようになっている。
素子基板２３には、有効表示領域１４の周辺部に、Ｙドライバ３１及びＸドライバ３２
（図１では図示省略）が設けられている。図２に示すように、Ｙドライバ３１からは有効
表示領域１４に向かって、複数の走査線３３が延設され、Ｘドライバ３２からは有効表示
領域１４に向かって、複数のデータ線３４が延設されている。素子基板２３には、走査線
３３とデータ線３４の交差に対応して、スイッチング素子３５が設けられている。スイッ
チング素子３５は、Ｙドライバ３１から走査線３３に供給される走査信号によってオン，
オフ制御される。オンとなったスイッチング素子３５は、Ｘドライバ３２からデータ線３
４に供給される画像信号を画素電極３６に供給する。
なお、図２は表示パネル２１がＴＦＴ液晶パネルである例について示しているが、有効
表示領域１４の画素がドライバによって駆動されるものであれば、他のアクティブマトリ
クス表示パネルであっても同様に構成することができる。表示パネル２１の一辺には、端
子部３７が設けられている。Ｙドライバ３１及びＸドライバ３２と端子部３７とは図示し
ない配線によって接続されている。
このように構成された表示装置１１においては、表示パネル２１のデータ線３４には画
像信号が供給され、走査線３３には走査信号が供給される。こうして、各画素は画像信号
に基づいて駆動されて光の透過率が変化する。照明部２２から表示パネル２１に入射した
光は、表示パネル２１の有効表示領域１４において画像信号に応じて変調される。これに
より、対向基板２４の観察面側から有効表示領域１４を観察することで、画像を視認する
ことができる。なお、対向基板２４には対向基板２４の周辺部を遮光するための遮光領域
１９が設けられている。有効表示領域１４は、この遮光領域１９によって形状、サイズが
規定される。
本実施の形態においては、遮光領域１９には、外光を素子基板２３内に取り込むための
開口部を有する受光素子配置領域１６が設けられている。受光素子配置領域１６には、素
子基板２３において、受光部を構成するＰＩＮ型の受光ダイオード１７が設けられている
。受光素子配置領域１６においては、対向基板２４の観察面側からの光が遮光領域１９の
開口部を介して基板内に取り込まれる。図２は、受光素子配置領域１６内に複数の受光ダ
イオード１７が形成されていることを示している。
受光ダイオード１７は、入射した光の照度を検出して、検出結果を出力することができ
る。受光ダイオード１７の検出結果を用いることで、例えば、外光の明るさに応じて照明
部２２の明るさ制御が可能である。例えば、外光が明るいことが検出された場合には、外
光の明るさに応じて照明部２２の明るさを明るくする。これにより、表示の視認性を向上
させることも可能である。
本実施の形態においては、照明部２２を構成する遮光板２９の一部には、表示パネル２
１の受光素子配置領域１６に対向する位置において、反射部１８が設けられている。図１
の例では反射部１８は、遮光板２９の一部に開口部を設け、この開口部に配置されている
。反射部１８には、対向基板２４の観察面（受光面）側からの外光が対向基板２４及び素
子基板２３を通過して入射するようになっている。反射部１８は、例えば鏡、アルミ箔、
金属板等によって構成されており、極めて簡単に構成することができる。反射部１８は基
板２４，２３を通過した来た光を反射させて、受光ダイオード１７に導くようになってい
る。主に、反射部１８には、対向基板２４の遮光領域１９に設けた開口部を介して入射し
た光が入射する。
なお、反射部１８の底面に遮光板を設け、遮光板によって、反射部１８の下方に配設さ
れた導光板２５からの光が受光ダイオード１７に入射することを防止するようにしてもよ
い。
図３は表示装置１１の一部の断面構造の一例を示している。図３は図２の有効表示領域
１４の一部及び受光素子配置領域１６の一部における断面を示している。なお、図３は表
示パネル２１の一例としてＴＦＴ液晶パネルを示している。
表示パネル２１においては、石英基板又はガラス基板等の透明な基板２３上に、下地絶
縁膜７１が形成されている。下地絶縁膜７１上には、有効表示領域１４において、スイッ
チング素子であるＴＦＴを構成する半導体層７３が形成されている。半導体層７３は、多
結晶半導体としてのポリシリコンにて構成されている。なお、このポリシリコンは、非単
結晶半導体である非晶質半導体としてのアモルファスシリコンのレーザアニールにより結
晶化されて形成されている。
半導体層７３の両端には、不純物が導入されてソース領域７２及びドレイン領域７４が
形成されている。半導体層７３上には酸化膜７５を介してゲート電極７６が形成されてい
る。ゲート電極７６は、例えば上層がモリブデン、下層がアルミニウムの２層構造であり
、走査線３３に接続されている。
ソース領域７２及びドレイン領域７４は、ＬＤＤ構造を有している。即ち、ソース領域
７２及びドレイン領域７４は、ゲート電極７６下方のチャネル領域近傍に比較的不純物濃
度が薄い部分を有する。半導体層７３にＬＤＤ構造を構成するために、半導体層７３には
ソース領域７２及びドレイン領域７４の低濃度領域と高濃度領域とを形成するための２回
の不純物注入が行われる。１回目の不純物注入では、ソース領域７２及びドレイン領域７
４の全域に濃い濃度の不純物が注入され、２回目の不純物注入では、ソース領域７２及び
ドレイン領域７４の両端側に比較的薄い濃度の不純物がゲート電極７６をマスクとして注
入される。
酸化膜７５上には層間絶縁膜７７が形成されており、層間絶縁膜７７には、ソース領域
７２及びドレイン領域７４上に夫々コンタクトホール７８ａ，７８ｂが形成されている。
ソース領域７２はコンタクトホール７８ａを介してデータ線３４に接続されている。
データ線３４が形成される配線層上及び層間絶縁膜７７上には層間絶縁膜７９が形成さ
れる。層間絶縁膜７９にはコンタクトホール８０が形成されており、ドレイン領域７４は
、コンタクトホール７８ｂ，８０を介して、層間絶縁膜７９上に形成された画素電極３６
に接続されている。
一方、下地絶縁膜７１上には、受光素子配置領域１６において、ＰＩＮ型の受光ダイオ
ード１７が形成されている。受光ダイオード１７は、有効表示領域１４内のＴＦＴと同一
の製造工程によって形成されている。
即ち、受光ダイオード１７は、半導体層７３と同一層で形成された半導体層５５に、Ｐ
型不純物を導入したＰ型領域５６、Ｎ型不純物を導入したＮ型領域５８、及び、真性半導
体又は微量に不純物を導入したＩ型領域５７を有している。Ｐ型領域５６及びＮ型領域５
８は、夫々受光ダイオード１７のアノード又はカソードを構成する。
これらの領域５６〜５８上には、有効表示領域１４と同一膜の酸化膜７５が形成されて
いる。本実施の形態においては、受光ダイオード１７上の酸化膜７５上には、マスク用導
電層５９が形成されている。マスク用導電層５９はＴＦＴのゲート電極７６と同一工程で
形成されており、上層がモリブデン、下層がアルミニウムの２層構造である。
上述したように、有効表示領域１４において半導体層７３にＬＤＤ構造を構成するため
に、２回の不純物導入工程が実施される。マスク用導電層５９は、２回目の不純物導入工
程において、Ｉ型領域５７に薄い濃度の不純物が導入されることを阻止することができる
。
層間絶縁膜７７には、Ｐ型領域５６及びＮ型領域５８上においてコンタクトホール７８
ｃ，７８ｄが開孔されている。層間絶縁膜７７上にはデータ線３４と同層で、配線４３，
４４が形成されており、各領域５６，５８は夫々コンタクトホール７８ｃ，７８ｄを介し
て各配線４３，４４に接続される。なお、配線４３，４４は、例えば、チタン、アルミニ
ウム、チタンが積層された３層構造を有する。
層間絶縁膜７７上の配線層及び層間絶縁膜７７上には、層間絶縁膜７９が形成されてい
る。画素電極３６及び層間絶縁膜７９上には、液晶８４に接して、配向膜８２が形成され
ている。配向膜８２は所定の方向にラビング処理されている。
一方、対向基板２４には、有効表示領域１４を区画する遮光膜８５によって遮光領域１
９が構成されている。遮光膜８５上及び対向基板２４上には、対向電極８６が形成され、
対向電極８６上には、配向膜８７が形成されている。配向膜８７は所定の方向にラビング
処理されている。
一方、照明部２２は、外枠２６の凹部に導光板２５が嵌め込まれている。導光板２５上
には、少なくとも有効表示領域１４において、拡散シート２７が配設され、拡散シート２
７上にプリズムシート２８が配設されている。拡散シート２７及びプリズムシート２８は
、導光板２５からの光を拡散して上方に出射する。
本実施の形態においては、少なくとも表示パネル２１の受光素子配置領域１６に対向す
る領域には、外枠２６上及び導光板２５上に、反射部１８が設けられている。反射部１８
は、導光板２５側に遮光板１８ｂを配置し、表示パネル２１側に反射板１８ａを配置して
構成される。遮光板１８ｂは導光板２５からの光が受光ダイオード１７側に進行すること
を阻止する。反射板１８ａは、対向基板２４の観察面側から入射して素子基板２３を透過
した光を受光ダイオード１７側に反射させるようになっている。反射部１８によって、受
光素子配置領域１６に入射して素子基板２３を通過した外光が受光ダイオード１７側に導
かれるようになっている。なお、導光板２５と受光ダイオード１７の位置関係によって導
光板２５からの光が受光ダイオード１７側に進行することがない場合には、遮光板１８ｂ
は省略可能である。
このような構成によれば、対向基板２４の観察面側から受光素子配置領域１６を介して
入射した光は、対向基板２４を通過し素子基板２３側に進行する。この入射光の一部は、
受光素子１７の上方のマスク用導電層５９側からＩ型領域５７に入射する。しかし、Ｉ型
領域５７上に形成されたマスク用導電層５９によって、マスク用導電層５９側からＩ型領
域５７へは光が入射しにくくなっている。
対向基板２４を通過し素子基板２３側に進行する外光の大部分は、素子基板２３を通過
し、受光ダイオード１７の下方に進行する。素子基板２３を通過した外光は、受光ダイオ
ード１７の下方に配設された反射板１８ａによって反射して、素子基板２３側に戻されて
、受光ダイオード１７のＩ型領域５７に下方から進入する。こうして、受光ダイオード１
７のＩ型領域５７に十分な外光を入射させることができる。
受光ダイオード１７はＩ型領域５７に生じた空乏層を介して光発生電荷に応じた検出電
流が流れる。この検出電流が、領域５６，５８に夫々接続された配線４３，４４を介して
外部に出力される。こうして、外光の照度を検出することができる。遮光板１８ｂによっ
て、導光板２５からの光が受光ダイオード１７に入射することが防止されており、受光ダ
イオード１７によって確実に外光の照度検出が可能である。
受光ダイオード１７の検出結果を用いることで、例えば、外光の明るさに応じて照明部
２２の明るさ制御が可能である。例えば、外光が明るいことが検出された場合には、外光
の明るさに応じて照明部２２の明るさを明るくする。これにより、表示の視認性を向上さ
せることも可能である。
このように本実施の形態においては、ＰＩＮ型の受光ダイオードの下方に反射板を設け
ており、受光ダイオードのＩ型領域上にマスク用導電層が設けられている場合でも、外光
を反射板を介して受光ダイオードに導くことができる。即ち、マスク用導電層を除去する
工程を増加させることなく、十分な外光を受光ダイオードに入射させて外光の照度を確実
に検出することが可能である。
また、ＰＩＮ型の受光ダイオードは、素子基板と対向基板とが対向する領域内、即ち、
外光の入射が可能な領域内に設けている。従って、ＰＩＮ型ダイオードへの光の入射のた
めの構造を容易に構築することができる。
図４は横軸に電圧をとり縦軸に電流をとって、受光ダイオードの特性を示すグラフであ
る。図４は破線によって受光ダイオードに光が入射しない場合の特性（暗電流特性）を示
し、細線によって反射板１８ａが無い場合の特性を示し、太線によって反射板１８ａが有
る場合の特性を示している。なお、図４は領域５６，５８相互間の距離、即ち、Ｉ型領域
５７の長さ（受光層長）Ｌが８μｍで、半導体層５５の図３の紙面垂直方向の距離（受光
層幅）Ｗが５０μｍの場合に、１０ルクスの外光を入射した場合の特性を示している。な
お、反射板１８ａとしては、アルミ箔を用いた例である。
受光ダイオードは、破線にて示す暗時の電流量よりも実線にて示す光入射時の電流量が
大きい領域、即ち、逆バイアス電圧の印加領域において光感度を有する。図４に示すよう
に、反射板１８ａが無い場合に比べて、反射板１８ａが有る場合には、光入射時の電流量
と暗電流との差が十分に大きいことが分かる。即ち、本実施の形態によれば、反射板１８
ａによって十分な光感度が得られることが分かる。
また、図５は横軸に基板温度をとり縦軸にセンサ出力（電流）をとって暗電流特性を説
明するためのグラフである。また、図５は受光層長Ｌが８μｍで、受光層幅Ｗが５００μ
ｍで、−５Ｖの逆方向電圧を印加して、１０ルクスの外光を入射した場合の特性を示して
いる。
センサを構成するＰＩＮダイオードは、温度の上昇に伴って熱電流が増大し、所定の温
度以上では、熱電流が支配的となって光感度を失ってしまう。図５は光を入射しない状態
の受光ダイオードの出力（暗電流）及び外光を固定した状態で、反射板１８ａが有る場合
と無い場合との出力（光照射電流）を示したものである。図５に示すように、基板温度が
６０℃になると、各センサの出力は熱電流の成分が極めて大きくなる。
この場合において、反射板１８ａを設けていない場合には、暗電流と光照射電流の値同
士が接近して、外光を正確に検出することができない。これに対し、反射板１８ａを設け
た場合には、基板温度が６０℃の場合でも、暗電流と光照射電流の値の差を十分に確保す
ることができ、外光を正確に検出することができる。こうして、本実施の形態においては
、基板温度が６０℃の場合でも、１０ルクス程度の暗い外光を検出することができる。反
射板１８ａとしてアルミ箔を用いた場合の検出限界は、基板温度が５０℃の場合で１０ル
クス以下であった。
＜第２の実施の形態＞
図６は本発明の第２の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す斜視図である。図６
において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
本実施の形態は、受光素子配置領域の位置及び形状と受光素子配置領域に対向する反射
部の位置及び形状が第１の実施の形態と異なるのみである。
電気光学装置１１１は、第１の実施の形態と同様の構造の表示パネル１２１と照明部１
２２とによって構成されている。素子基板１２３、対向基板１２４、遮光領域１１９、受
光素子配置領域１１６は、夫々第１の実施の形態の素子基板２３、対向基板２４、遮光領
域１９、受光素子配置領域１６に対応している。受光素子配置領域１１６は、有効表示領
域１４の外側の領域の対向基板１２４が対向していない領域であって、表示パネル１２１
の１長辺の一部に沿って設けられている。受光素子配置領域１１６内には、ＰＩＮ型の受
光ダイオードが設けられていることは第１の実施の形態と同様である。
また、照明部１２２を構成する遮光板１２９及び反射部１１８は夫々第１の実施の形態
の遮光板２９及び反射部１８に対応している。遮光板１２９は、拡散シート２７及びプリ
ズムシート２８を囲むように、導光板２５の縁辺部上に設けられている。反射部１１８は
、受光素子配置領域１１６に対向した位置及び形状に設けられる。反射部１１８は、例え
ば、鏡、アルミ箔、金属板等によって構成されており、対向基板１２４側から入射して素
子基板１２３を通過した光を反射させて、受光素子配置領域１１６に設けられた受光ダイ
オードに反射光を導くようになっている。
他の構成は第１の実施の形態と同様である。
このように構成された実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得るこ
とができる。また、本実施の形態においては、受光素子配置領域１６は対向基板１２４が
対向していない素子基板１２３に設けられる。即ち、受光素子配置領域１６には、導光板
２５からの光が入射しない。従って、受光素子配置領域１６内の受光ダイオードは、導光
板からの光の影響を受けることなく、外光の検出が可能である。また、反射部１１８とし
ては、遮光板を省略することができる。
＜第３の実施の形態＞
図７は本発明の第３の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す断面図である。図７
において図３と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
第１の実施の形態においては、反射板の表面は例えば平坦である。この場合には、反射
板に入射した光の反射方向は、入射角度によって決定される。そうすると、入射光のうち
の大部分が受光ダイオードに入射されない虞もある。
そこで、本実施の形態においては、反射板の表面に凹凸を設けることで、外光の大部分
を効率よく受光ダイオードに入射させるようになっている。本実施の形態においては、照
明部１３２は、反射部１８に変えて反射部１３３を採用した点が第１の実施の形態の照明
部２２と異なる。
反射部１３３は、導光板２５側に遮光板１３３ｂを有し、受光ダイオード１７側に反射
板１３３ａを有する。遮光板１３３ｂは図３の遮光板１８ｂと同様の構成である。反射板
１３３ａは、表面に凹凸を有する。例えば、反射板１３３ａは、表面が波形状に形成され
ていてもよく、またあるいは表面が面荒れの状態、即ち、十分にサイズが小さい凹凸を有
する形状となっていてもよい。
このように構成され実施の形態においても、対向基板２４の観察面側から入射した光は
、対向基板２４及び素子基板２３を通過して反射板１３３ａに入射する。本実施の形態に
おいては、反射板１３３ａに入射した光は、例えば散乱して、外光の大部分が受光ダイオ
ード１７に入射する。また、反射板１３３ａの表面形状によっては、反射板１３３ａに入
射した光は集光されて、受光ダイオード１７に入射する。
こうして、本実施の形態においては、受光ダイオード１７に効率よく外光を取り入れる
ことができ、一層高感度の外光検出が可能である。
他の作用効果は第１の実施の形態と同様である。
＜第４の実施の形態＞
図８は本発明の第４の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す断面図である。図８
において図３と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
第１の実施の形態においては、反射部に反射板を設けることで、素子基板を通過した外
光を受光ダイオード側に反射させていた。これに対し、本実施の形態においては、反射部
を光の反射率が比較的高い塗料によって構成するものである。本実施の形態においては、
照明部１４２は、反射部１８に変えて反射部１４３を採用した点が第１の実施の形態の照
明部２２と異なる。
即ち、反射部１４３は、素子基板２３の裏面に塗布された塗料によって構成される。塗
料としては、例えば、光の反射率が高い白色の塗料を採用することができる。塗料の材質
によっては、素子基板２３の裏面に十分に小さいサイズの凹凸が形成されることもあり、
この場合には入射光を散乱させて、効率的に光を受光ダイオード１７に入射させることが
できる。
このように構成された実施の形態においても、対向基板２４の観察面側から入射した光
は、対向基板２４及び素子基板２３を通過して反射部１４３に入射する。本実施の形態に
おいては、素子基板２３を通過した光は、反射部１４３を構成する塗料によって、素子基
板２３の裏面において反射し、受光ダイオード１７に入射する。
こうして、本実施の形態においても、受光ダイオード１７に効率よく外光を取り入れる
ことができ、高感度の外光検出が可能である。
他の作用効果は第１の実施の形態と同様である。
なお、第４の実施の形態においては、塗料を素子基板２３裏面に塗布することで反射部
１４３を構成したが、塗料は外枠２６側に塗布するようにしてもよいことは明らかである
。
また、上述の電気光学装置を用いた電子機器も本発明に含まれる。図９は上記各実施の
形態の電気光学装置を用いた携帯電話１２００の構成を示す斜視部である。
この図に示されるように、携帯電話１２００は、複数の操作ボタン１２０２のほか、受
話口１２０４、送話口１２０６とともに、上述した液晶パネル１５０を備えるものである
。電気光学装置のうち、液晶パネル１５０以外の構成要素については電話器に内蔵される
ので、外観としては現れない。
他にも、電子機器としては、例えば、光源と該光源から出射された光を変調するライト
バルブと、該ライトバルブにより変調された光を投射するための光学系を備えた、投射型
表示装置である。さらに、電子機器としては、他にも、テレビジョンや、ビューファイン
ダ型・モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子
手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、ディジ
タルスチルカメラ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各
種の電子機器に対して、本発明に係る電気光学装置が適用可能なのは言うまでもない。
また、本発明の電気光学装置は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶パネルだけでなく、
ＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた液晶表示パネルにも同様に適
用することが可能である。また、液晶表示パネルだけでなく、エレクトロルミネッセンス
装置、有機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動ディス
プレイ装置、電子放出を用いた装置（Field Emission Display 及び Surface-Conduction
Electron-Emitter Display 等）、ＤＬＰ（Digital Light Processing）（別名ＤＭＤ：
Digital Micromirror Device）等の各種の電気光学装置においても本発明を同様に適用す
ることが可能である。
本発明の第１の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す斜視図。 図１の電気光学装置に採用される表示パネルの等価回路図。 図１の電気光学装置として液晶パネルを採用した場合において、液晶パネルを外枠に格納した状態の断面構造を示す断面図。 横軸に電圧をとり縦軸に電流をとって、受光ダイオードの特性を示すグラフ。 横軸に基板温度をとり縦軸にセンサ出力（電流）をとって暗電流特性を説明するためのグラフ。 本発明の第２の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す斜視図。 本発明の第３の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す断面図。 本発明の第４の実施の形態に係る電気光学装置の概要を示す断面図。 電子機器の例を示す斜視図。
符号の説明
１４…有効表示領域、１６…受光素子配置領域、１７…発光ダイオード、反射部…１
８。

Claims (10)

  1. 対向配置した第１及び第２の透明基板を備える表示パネルと、前記第２の透明基板の下方に設けられた照明部と、を具備する電気光学装置において、
    前記第１の透明基板側から入射する外光の照度を検出するＰＩＮ型ダイオードと、
    前記ＰＩＮ型ダイオードに対向して配置され、前記外光を反射させて前記ＰＩＮ型ダイオードに導く反射板と、を含み、
    前記照明部の光から前記ＰＩＮ型ダイオードが遮光されるよう構成されてなることを特徴とする電気光学装置。
  2. 前記第２の透明基板は、スイッチング素子及び画素電極が形成された素子基板であり、前記ＰＩＮ型ダイオードが前記素子基板に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
  3. 前記スイッチング素子は半導体層を含んでなり、
    前記ＰＩＮ型ダイオードが前記半導体層と同層で形成されてなることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
  4. 前記ＰＩＮ型ダイオードの検出結果を用いて前記照明部の明るさを制御するよう構成されてなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電気光学装置。
  5. 前記ＰＩＮ型ダイオードのＩ型領域上がマスクされてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電気光学装置。
  6. 前記反射板は、前記照明部を保持する枠体に設けられてなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電気光学装置。
  7. 前記表示パネルは、有効表示領域が遮光膜によって区画され、前記遮光膜には開口が設けられており、前記開口に前記ＰＩＮ型ダイオードが配置されてなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電気光学装置。
  8. 前記ＰＩＮ型ダイオードは、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板とが対向する領域内に設けられてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電気光学装置。
  9. 前記ＰＩＮ型ダイオードは、前記第２の透明基板上であって、前記第１の透明基板と前記第２の透明基板とが対向しない領域に設けられてなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電気光学装置。
  10. 請求項１乃至９のうちいずれかに記載の電気光学装置を備えてなることを特徴とする電子機器。
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