(57)【要約】【課題】より小型で高精度な光センサによる輝度調整機能を有する液晶表示装置を提供すること目的とする。また、輝度調整機能により、高画質及び低消費電力な液晶表示装置を提供することを目的とする。【解決手段】液晶表示パネルとバックライト装置との間に、光電変換装置を配置する。光電変換装置（フォトＩＣともいう）は、光を検知するセンサ部、及びセンサ部を駆動する駆動部を有している。表示に影響を与える液晶表示パネルに入射した外部からの光をセンサ部で探知し、その情報をバックライト装置へフィードバックすることで、バックライト装置の光の強度の制御を行うことができる。【選択図】図１
2008181109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換装置と、画素部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、
前記光電変換装置は、前記バックライト装置と前記液晶パネルの前記画素部との間に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
センサ部及び駆動部を含む光電変換装置と、画素部及び画素周辺部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、
前記センサ部は、前記バックライト装置と前記液晶パネルの前記画素部との間に配置され、
前記駆動部は、前記バックライト装置と前記液晶パネルの前記画素周辺部との間に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
センサ部及び駆動部を含む光電変換装置と、画素部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、
前記液晶パネルの前記画素部は透光領域及び遮光領域を含み、
前記センサ部は、前記バックライト装置と前記液晶パネルの前記画素部の前記透光領域との間に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
センサ部及び駆動部を含む光電変換装置と、画素部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、
前記液晶パネルの前記画素部は透光領域及び遮光領域を含み、
前記センサ部は、前記バックライト装置と前記液晶パネルの前記画素部の前記透光領域との間に配置され、
前記駆動部は、前記バックライト装置と前記液晶パネルの前記画素部の前記遮光領域との間に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記遮光領域には、配線が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記遮光領域には、トランジスタが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれか一項において、
前記遮光領域には、ブラックマトリクスが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項において、
前記液晶パネルの前記画素周辺部には、単結晶基板上に形成された回路が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項において、
前記液晶パネルの前記画素周辺部には、前記液晶パネルの前記画素部と同一基板上に回路が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
センサ部及び駆動部を含む光電変換装置と、画素部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、
前記液晶パネルの前記画素部は透光領域及び反射領域を含み、
前記センサ部は、前記バックライト装置と前記液晶パネルの前記画素部の前記透光領域との間に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
センサ部及び駆動部を含む光電変換装置と、画素部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、
前記液晶パネルの前記画素部は透光領域及び反射領域を含み、
前記センサ部は、前記バックライト装置と前記液晶パネルの前記画素部の前記透光領域との間に配置され、
前記駆動部は、前記バックライト装置と前記液晶パネルの前記画素部の前記反射領域との間に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１において、
前記液晶パネルの前記画素部の前記透光領域には透光性を有する第１の画素電極が配置され、
前記液晶パネルの前記画素部の前記反射領域には反射性を有する第２の画素電極が配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項において、
前記光電変換装置が光を検知するときに、前記バックライト装置が消灯することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項において、
前記光電変換装置が検知した明るさに基づいて、バックライト装置の輝度を変化させる回路を有する液晶表示装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の液晶表示装置を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に光電変換装置を有する液晶表示装置に関する。また、そのような液晶表示装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に電磁波の検知用途に用いられる光電変換装置は数多く知られており、例えば紫外線から赤外線にかけて感度を有するものは総括して光センサと呼ばれている。その中でも波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視光線領域に感度を持つものは特に可視光センサと呼ばれ、人間の生活環境に応じて照度調整やオン／オフ制御などが必要な機器類に数多く用いられている。
【０００３】
例えば、液晶表示装置のバックライト装置の輝度を制御する輝度制御装置として光センサを用いることが行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２２２１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、光センサがバックライト装置の背面に配置される構成であるため、液晶表示装置が大型化してしまう。また、バックライト装置の輝度を検知できても、表示画面側の外部の明るさを検知することができなかった。
【０００５】
上記問題を鑑み、本発明は、より小型で高精度な光センサによる輝度調整機能を有する液晶表示装置を提供すること目的とする。また、輝度調整機能により、高画質及び低消費電力な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、液晶表示装置において、液晶表示パネルとバックライト装置との間に、光電変換装置を配置することを特徴とする。本発明の光電変換装置（フォトＩＣともいう）は、光を検知するセンサ部、及びセンサ部を駆動する駆動部を有している。表示に影響を与える液晶表示パネルに入射した外部からの光をセンサ部で探知し、その情報をバックライト装置へフィードバックすることで、バックライト装置の光の強度の制御を行うことができる。従って表示部の表示輝度のばらつきを防ぐことができ、高画質な表示を行うことができる。また、外光を効率よく使用することができるため、過剰なバックライト装置の駆動を防ぐことができ、液晶表示装置を高信頼性及び低消費電力とすることが可能となる。
【０００７】
本発明は液晶表示パネルとバックライト装置との間に光電変換装置を配置し、表示パネルを透過した外光をセンサ部で検知できればよいため、バックライト装置内に光電変換装置を設けることができる。バックライト装置は、光源の他に、導光板、反射板、拡散板などを含む光学シートを有してもよく、光電変換装置は光学シート上に設けてもよい。
【０００８】
光電変換装置が光を検知するときに、バックライト装置を消灯することによって、光電変換装置にバックライト装置の光を検知させずに、外光のみを検知させることができる。
【０００９】
本発明の液晶表示装置の一形態は、光電変換装置と、画素部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、光電変換装置は、バックライト装置と液晶パネルの画素部との間に配置されている。
【００１０】
本発明の液晶表示装置の一形態は、センサ部及び駆動部を含む光電変換装置と、画素部及び画素周辺部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、センサ部は、バックライト装置と液晶パネルの画素部との間に配置され、駆動部は、バックライト装置と液晶パネルの画素周辺部との間に配置されている。
【００１１】
本発明の液晶表示装置の一形態は、センサ部及び駆動部を含む光電変換装置と、画素部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、液晶パネルの画素部は透光領域及び遮光領域を含み、センサ部は、バックライト装置と液晶パネルの画素部の透光領域との間に配置されている。
【００１２】
本発明の液晶表示装置の一形態は、センサ部及び駆動部を含む光電変換装置と、画素部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、液晶パネルの画素部は透光領域及び遮光領域を含み、センサ部は、バックライト装置と液晶パネルの画素部の透光領域との間に配置され、駆動部は、バックライト装置と液晶パネルの画素部の遮光領域との間に配置されている。
【００１３】
本発明の液晶表示装置の一形態は、センサ部及び駆動部を含む光電変換装置と、画素部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、液晶パネルの画素部は透光領域及び反射領域を含み、センサ部は、バックライト装置と液晶パネルの画素部の透光領域との間に配置されている。
【００１４】
本発明の液晶表示装置の一形態は、センサ部及び駆動部を含む光電変換装置と、画素部が設けられた液晶パネルと、バックライト装置とを有し、液晶パネルの画素部は透光領域及び反射領域を含み、センサ部は、バックライト装置と液晶パネルの画素部の透光領域との間に配置され、駆動部は、バックライト装置と液晶パネルの画素部の反射領域との間に配置されている。
【００１５】
上記構成において、遮光領域には配線、トランジスタ、ブラックマトリクスなどを配置することができる。また透過領域には透光性の第１の画素電極を配置し、反射領域には反射性を有する第２の画素電極を配置することができる。
【００１６】
なお、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）に示すスイッチは、様々な形態のものを用いることができる。例としては、電気的スイッチや機械的なスイッチなどがある。つまり、電流の流れを制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。例えば、スイッチとして、トランジスタ（例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳトランジスタなど）、ダイオード（例えば、ＰＮダイオード、ＰＩＮダイオード、ショットキーダイオード、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）ダイオード、ＭＩＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）ダイオード、ダイオード接続のトランジスタなど）、サイリスタなどを用いることができる。または、これらを組み合わせた論理回路をスイッチとして用いることができる。
【００１７】
スイッチとしてトランジスタを用いる場合、そのトランジスタは、単なるスイッチとして動作するため、トランジスタの極性（導電型）は特に限定されない。ただし、オフ電流を抑えたい場合、オフ電流が少ない方の極性のトランジスタを用いることが望ましい。オフ電流が少ないトランジスタとしては、ＬＤＤ領域を有するトランジスタやマルチゲート構造を有するトランジスタ等がある。または、スイッチとして動作させるトランジスタのソース端子の電位が、低電位側電源（Ｖｓｓ、ＧＮＤ、０Ｖなど）の電位に近い状態で動作する場合はＮチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。反対に、ソース端子の電位が、高電位側電源（Ｖｄｄなど）の電位に近い状態で動作する場合はＰチャネル型トランジスタを用いることが望ましい。なぜなら、Ｎチャネル型トランジスタではソース端子が低電位側電源の電位に近い状態で動作するとき、Ｐチャネル型トランジスタではソース端子が高電位側電源の電位に近い状態で動作するとき、ゲートソース間電圧の絶対値を大きくできるため、スイッチとして、動作が容易であるからである。また、ソースフォロワ動作をしてしまうことが少ないため、出力電圧の大きさが小さくなってしまうことが少ないからである。
【００１８】
なお、Ｎチャネル型トランジスタとＰチャネル型トランジスタの両方を用いて、ＣＭＯＳ型のスイッチをスイッチとして用いてもよい。ＣＭＯＳ型のスイッチにすると、Ｐチャネル型トランジスタまたはＮチャネル型トランジスタのどちらか一方のトランジスタが導通すれば電流が流れるため、スイッチとして機能しやすくなる。例えば、スイッチへの入力信号の電圧が高い場合でも、低い場合でも、適切に電圧を出力させることができる。さらに、スイッチをオン・オフさせるための信号の電圧振幅値を小さくすることができるので、消費電力を小さくすることもできる。
【００１９】
なお、スイッチとしてトランジスタを用いる場合、スイッチは、入力端子（ソース端子またはドレイン端子の一方）と、出力端子（ソース端子またはドレイン端子の他方）と、導通を制御する端子（ゲート端子）とを有している。一方、スイッチとしてダイオードを用いる場合、スイッチは、導通を制御する端子を有していない場合がある。そのため、トランジスタよりもダイオードをスイッチとして用いた方が、端子を制御するための配線を少なくすることができる。
【００２０】
なお、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）において、ＡとＢとが接続されている、と明示的に記載する場合は、ＡとＢとが電気的に接続されている場合と、ＡとＢとが機能的に接続されている場合と、ＡとＢとが直接接続されている場合とを含むものとする。ここで、Ａ、Ｂは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。したがって、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）が開示する構成において、所定の接続関係、例えば、図または文章に示された接続関係に限定されず、図または文章に示された接続関係以外のものも含むものとする。
【００２１】
例えば、ＡとＢとが電気的に接続されている場合として、ＡとＢとの電気的な接続を可能とする素子（例えば、スイッチ、トランジスタ、容量素子、インダクタ、抵抗素子、ダイオードなど）が、ＡとＢとの間に１個以上配置されていてもよい。あるいは、ＡとＢとが機能的に接続されている場合として、ＡとＢとの機能的な接続を可能とする回路（例えば、論理回路（インバータ、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路など）、信号変換回路（ＤＡ変換回路、ＡＤ変換回路、ガンマ補正回路など）、電位レベル変換回路（電源回路（昇圧回路、降圧回路など）、信号の電位レベルを変えるレベルシフタ回路など）、電圧源、電流源、切り替え回路、増幅回路（信号振幅または電流量などを大きくできる回路、オペアンプ、差動増幅回路、ソースフォロワ回路、バッファ回路など）、信号生成回路、記憶回路、制御回路など）が、ＡとＢとの間に１個以上配置されていてもよい。あるいは、ＡとＢとが直接接続されている場合として、ＡとＢとの間に他の素子や他の回路を挟まずに、ＡとＢとが直接接続されていてもよい。
【００２２】
なお、ＡとＢとが直接接続されている、と明示的に記載する場合は、ＡとＢとが直接接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に他の素子や他の回路を間に介さずに接続されている場合）と、ＡとＢとが電気的に接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟んで接続されている場合）とを含むものとする。
【００２３】
なお、ＡとＢとが電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、ＡとＢとが電気的に接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟んで接続されている場合）と、ＡとＢとが機能的に接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の回路を挟んで機能的に接続されている場合）と、ＡとＢとが直接接続されている場合（つまり、ＡとＢとの間に別の素子や別の回路を挟まずに接続されている場合）とを含むものとする。つまり、電気的に接続されている、と明示的に記載する場合は、単に、接続されている、とのみ明示的に記載されている場合と同じであるとする。
【００２４】
なお、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発光素子、発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いたり、様々な素子を有することができる。例えば、表示素子、表示装置、発光素子または発光装置としては、ＥＬ素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、圧電セラミックディスプレイ、カーボンナノチューブ、など、電気磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を用いることができる。なお、ＥＬ素子を用いた表示装置としてはＥＬディスプレイ、電子放出素子を用いた表示装置としてはフィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）やＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｓｐｌｙ）など、液晶素子を用いた表示装置としては液晶ディスプレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）、電子インクや電気泳動素子を用いた表示装置としては電子ペーパーがある。
【００２５】
なお、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）に記載されたトランジスタとして、様々な形態のトランジスタを用いることができる。よって、用いるトランジスタの種類に限定はない。例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶（マイクロクリスタル、セミアモルファスとも言う）シリコンなどに代表される非単結晶半導体膜を有する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを用いることができる。このようなＴＦＴを用いる場合、様々なメリットがある。例えば、単結晶シリコンの場合よりも低い温度で製造できるため、製造コストの削減、又は製造装置の大型化を図ることができる。製造装置を大きくできるため、大型基板上に製造できる。そのため、同時に多くの個数の表示装置を製造できるため、低コストで製造できる。さらに、製造温度が低いため、耐熱性の弱い基板を用いることができる。そのため、透光性基板上にトランジスタを製造できる。そして、透光性基板上のトランジスタを用いて表示素子での光の透過を制御することができる。あるいは、トランジスタの膜厚が薄いため、トランジスタを構成する膜の一部は、光を透過させることができる。そのため、開口率を向上させることができる。
【００２６】
なお、多結晶シリコンを製造するときに、触媒（ニッケルなど）を用いることにより、結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。その結果、ゲートドライバ回路（走査線駆動回路）やソースドライバ回路（信号線駆動回路）、信号処理回路（信号生成回路、ガンマ補正回路、ＤＡ変換回路など）を基板上に一体形成することができる。
【００２７】
なお、微結晶シリコンを製造するときに、触媒（ニッケルなど）を用いることにより、結晶性をさらに向上させ、電気特性のよいトランジスタを製造することが可能となる。このとき、レーザーを用いず、熱処理を加えるだけで、結晶性を向上させることができる。その結果、ゲートドライバ回路（走査線駆動回路）やソースドライバ回路の一部（アナログスイッチなど）を基板上に一体形成することができる。さらに、結晶化のためにレーザーを用いない場合は、シリコンの結晶性のムラを抑えることができる。そのため、高画質な画像を表示することができる。
【００２８】
ただし、触媒（ニッケルなど）を用いずに、多結晶シリコンや微結晶シリコンを製造することは可能である。
【００２９】
または、半導体基板やＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを形成することができる。これらにより、特性やサイズや形状などのバラツキが少なく、電流供給能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。これらのトランジスタを用いると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
【００３０】
または、ＺｎＯ、ａ−ＩｎＧａＺｎＯ、ＳｉＧｅ、ＧａＡｓ、ＩＺＯ、ＩＴＯ、ＳｎＯなどの化合物半導体または酸化物半導体を有するトランジスタや、さらに、これらの化合物半導体または酸化物半導体を薄膜化した薄膜トランジスタなどを用いることができる。これらにより、製造温度を低くでき、例えば、室温でトランジスタを製造することが可能となる。その結果、耐熱性の低い基板、例えばプラスチック基板やフィルム基板に直接トランジスタを形成することができる。なお、これらの化合物半導体または酸化物半導体を、トランジスタのチャネル部分に用いるだけでなく、それ以外の用途で用いることもできる。例えば、これらの化合物半導体または酸化物半導体を抵抗素子、画素電極、透光性電極として用いることができる。さらに、それらをトランジスタと同時に成膜又は形成できるため、コストを低減できる。
【００３１】
または、インクジェットや印刷法を用いて形成したトランジスタなどを用いることができる。これらにより、室温で製造、低真空度で製造、又は大型基板上に製造することができる。また、マスク（レチクル）を用いなくても製造することが可能となるため、トランジスタのレイアウトを容易に変更することができる。さらに、レジストを用いる必要がないので、材料費が安くなり、工程数を削減できる。さらに、必要な部分にのみ膜を付けるため、全面に成膜した後でエッチングする、という製法よりも、材料が無駄にならず、低コストにできる。
【００３２】
または、有機半導体やカーボンナノチューブを有するトランジスタ等を用いることができる。これらにより、曲げることが可能な基板上にトランジスタを形成することができる。そのため、衝撃に強くできる。
【００３３】
さらに、様々な構造のトランジスタを用いることができる。例えば、ＭＯＳ型トランジスタ、接合型トランジスタ、バイポーラトランジスタなどを本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）に記載されたトランジスタとして用いることができる。ＭＯＳ型トランジスタを用いることにより、トランジスタのサイズを小さくすることができる。よって、多くのトランジスタを搭載することができる。バイポーラトランジスタを用いることにより、大きな電流を流すことができる。よって、高速に回路を動作させることができる。
【００３４】
なお、ＭＯＳ型トランジスタ、バイポーラトランジスタなどを１つの基板に混在させて形成してもよい。これにより、低消費電力、小型化、高速動作などを実現することができる。
【００３５】
その他、様々なトランジスタを用いることができる。
【００３６】
なお、トランジスタが形成されている基板の種類は、様々なものを用いることができ、特定のものに限定されることはない。トランジスタが形成される基板としては、例えば、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、ゴム基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などを用いることができる。あるいは、人などの動物の皮膚（皮表、真皮）又は皮下組織を基板として用いてもよい。または、ある基板でトランジスタを形成し、その後、別の基板にトランジスタを転置し、別の基板上にトランジスタを配置してもよい。トランジスタが転置される基板としては、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、ゴム基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などを用いることができる。あるいは、人などの動物の皮膚（皮表、真皮）又は皮下組織を基板として用いてもよい。または、ある基板でトランジスタを形成し、その基板を研磨して薄くしてもよい。研磨される基板としては、単結晶基板、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、紙基板、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、ゴム基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板などを用いることができる。あるいは、人などの動物の皮膚（皮表、真皮）又は皮下組織を基板として用いてもよい。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
【００３７】
なお、トランジスタの構成は、様々な形態をとることができる。特定の構成に限定されない。例えば、ゲート電極が２個以上のマルチゲート構造を用いてもよい。マルチゲート構造にすると、チャネル領域が直列に接続されるため、複数のトランジスタが直列に接続された構成となる。マルチゲート構造により、オフ電流の低減、トランジスタの耐圧向上による信頼性の向上を図ることができる。あるいは、マルチゲート構造により、飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流があまり変化せず、電圧・電流特性の傾きがフラットな特性にすることができる。電圧・電流特性の傾きがフラットである特性を利用すると、理想的な電流源回路や、非常に高い抵抗値をもつ能動負荷を実現することができる。その結果、特性のよい差動回路やカレントミラー回路を実現することができる。また、チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造でもよい。チャネルの上下にゲート電極が配置されている構造にすることにより、チャネル領域が増えるため、電流値の増加を図ることができる。又はチャネルの上下にゲート電極が配置されている構造にすることにより、空乏層ができやすくなるため、Ｓ値の低減を図ることができる。チャネルの上下にゲート電極が配置されると、複数のトランジスタが並列に接続されたような構成となる。
【００３８】
あるいは、チャネル領域の上にゲート電極が配置されている構造でもよいし、チャネル領域の下にゲート電極が配置されている構造でもよい。あるいは、正スタガ構造または逆スタガ構造でもよいし、チャネル領域が複数の領域に分かれていてもよいし、チャネル領域が並列に接続されていてもよいし、チャネル領域が直列に接続されていてもよい。また、チャネル領域（もしくはその一部）にソース電極やドレイン電極が重なっていてもよい。チャネル領域（もしくはその一部）にソース電極やドレイン電極が重なる構造にすることにより、チャネル領域の一部に電荷がたまって、動作が不安定になることを防ぐことができる。また、ＬＤＤ領域を設けても良い。ＬＤＤ領域を設けることにより、オフ電流の低減、又はトランジスタの耐圧向上による信頼性の向上を図ることができる。あるいは、ＬＤＤ領域を設けることにより、飽和領域で動作する時に、ドレイン・ソース間電圧が変化しても、ドレイン・ソース間電流があまり変化せず、電圧・電流特性の傾きがフラットな特性にすることができる。
【００３９】
なお、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）におけるトランジスタは、様々なタイプを用いることができ、様々な基板上に形成させることができる。したがって、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが、同一の基板に形成されていてもよい。例えば、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが、ガラス基板、プラスチック基板、単結晶基板、またはＳＯＩ基板上に形成されていてもよく、さまざまな基板上に形成されていてもよい。所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが同じ基板上に形成されていることにより、部品点数の削減によるコストの低減、又は回路部品との接続点数の低減による信頼性の向上を図ることができる。あるいは、所定の機能を実現させるために必要な回路の一部が、ある基板に形成されており、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の一部が、別の基板に形成されていてもよい。つまり、所定の機能を実現させるために必要な回路の全てが同じ基板上に形成されていなくてもよい。例えば、所定の機能を実現させるために必要な回路の一部は、ガラス基板上にトランジスタを用いて形成され、所定の機能を実現させるために必要な回路の別の一部は、単結晶基板上に形成され、単結晶基板上のトランジスタで構成されたＩＣチップをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  ＯｎＧｌａｓｓ）でガラス基板に接続して、ガラス基板上にそのＩＣチップを配置してもよい。あるいは、そのＩＣチップをＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）やプリント基板を用いてガラス基板と接続してもよい。このように、回路の一部が同じ基板に形成されていることにより、部品点数の削減によるコストの低減、又は回路部品との接続点数の低減による信頼性の向上を図ることができる。また、駆動電圧が高い部分や駆動周波数が高い部分の回路は、消費電力が大きくなってしまうので、そのような部分の回路は同じ基板に形成せず、そのかわりに、例えば、単結晶基板上にその部分の回路を形成して、その回路で構成されたＩＣチップを用いるようにすれば、消費電力の増加を防ぐことができる。
【００４０】
なお、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）においては、一画素とは画像の最小単位を示すものとする。よって、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の色要素からなるフルカラー表示装置の場合には、一画素とはＲの色要素のドットとＧの色要素のドットとＢの色要素のドットとから構成されるものとする。なお、色要素は、三色に限定されず、三色以上を用いても良いし、ＲＧＢ以外の色を用いても良い。例えば、白色を加えて、ＲＧＢＷ（Ｗは白）としてもよい。また、ＲＧＢに、例えば、イエロー、シアン、マゼンタ、エメラルドグリーン、朱色などを一色以上追加してもよい。または、例えば、ＲＧＢの中の少なくとも一色に類似した色を、ＲＧＢに追加してもよい。例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ１、Ｂ２としてもよい。Ｂ１とＢ２とは、どちらも青色であるが、少し周波数が異なっている。同様に、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ、Ｂとしてもよい。このような色要素を用いることにより、より実物に近い表示を行うことができる。あるいは、このような色要素を用いることにより、消費電力を低減することができる。なお、一画素に、同じ色の色要素のドットが複数個あってもよい。そのとき、その複数の色要素は、各々、表示に寄与する領域の大きさが異なっていても良い。また、複数個ある、同じ色の色要素のドットを各々制御することによって、階調を表現してもよい。これを、面積階調方式と呼ぶ。あるいは、複数個ある、同じ色の色要素のドットを用いて、各々のドットに供給する信号を僅かに異ならせるようにして、視野角を広げるようにしてもよい。つまり、複数個ある、同じ色の色要素が各々有する画素電極の電位が、各々異なっていてもよい。その結果、液晶分子に加わる電圧が各画素電極によって各々異なる。よって、視野角を広くすることができる。
【００４１】
なお、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）において、画素は、マトリクス状に配置（配列）されている場合がある。ここで、画素がマトリクスに配置（配列）されているとは、縦方向もしくは横方向において、画素が直線上に並んで配置されている場合や、ギザギザな線上に配置されている場合を含む。よって、例えば三色の色要素（例えばＲＧＢ）でフルカラー表示を行う場合に、ストライプ配置されている場合や、三つの色要素のドットがデルタ配置されている場合も含む。さらに、ベイヤー配置されている場合も含む。なお、色要素は、三色に限定されず、それ以上でもよく、例えば、ＲＧＢＷ（Ｗは白）や、ＲＧＢに、イエロー、シアン、マゼンタなどを一色以上追加したものなどがある。また、色要素のドット毎にその表示領域の大きさが異なっていてもよい。これにより、低消費電力化、又は表示素子の長寿命化を図ることができる。
【００４２】
なお、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）において、画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式を用いることができる。
【００４３】
アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いることができる。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）やＴＦＤ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＤｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。さらに、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることができる。
【００４４】
なお、アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少なく、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。また、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることができる。
【００４５】
なお、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有しており、ドレイン領域とチャネル領域とソース領域とを介して電流を流すことができる。ここで、ソースとドレインとは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難である。そこで、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）においては、ソース及びドレインとして機能する領域を、ソースもしくはドレインと呼ばない場合がある。その場合、一例としては、それぞれを第１端子、第２端子と表記する場合がある。あるいは、それぞれを第１の電極、第２の電極と表記する場合がある。あるいは、ソース領域、ドレイン領域と表記する場合がある。
【００４６】
なお、トランジスタは、ベースとエミッタとコレクタとを含む少なくとも三つの端子を有する素子であってもよい。この場合も同様に、エミッタとコレクタとを、第１端子、第２端子と表記する場合がある。
【００４７】
なお、ゲートとは、ゲート電極とゲート配線（ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信号線等とも言う）とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを言う。ゲート電極とは、チャネル領域を形成する半導体と、ゲート絶縁膜を介してオーバーラップしている部分の導電膜のことを言う。なお、ゲート電極の一部は、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域またはソース領域、もしくはドレイン領域と、ゲート絶縁膜を介してオーバーラップしている場合もある。ゲート配線とは、各トランジスタのゲート電極の間を接続するための配線、各画素の有するゲート電極の間を接続するための配線、又はゲート電極と別の配線とを接続するための配線のことを言う。
【００４８】
ただし、ゲート電極としても機能し、ゲート配線としても機能するような部分（領域、導電膜、配線など）も存在する。そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。つまり、ゲート電極とゲート配線とが、明確に区別できないような領域も存在する。例えば、延伸して配置されているゲート配線の一部とチャネル領域がオーバーラップしている場合、その部分（領域、導電膜、配線など）はゲート配線として機能しているが、ゲート電極としても機能していることになる。よって、そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。
【００４９】
なお、ゲート電極と同じ材料で形成され、ゲート電極と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、導電膜、配線など）も、ゲート電極と呼んでも良い。同様に、ゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート配線と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、導電膜、配線など）も、ゲート配線と呼んでも良い。このような部分（領域、導電膜、配線など）は、厳密な意味では、チャネル領域とオーバーラップしていない場合、又は別のゲート電極と接続させる機能を有していない場合がある。しかし、製造における位置精度などの関係で、ゲート電極またはゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート電極またはゲート配線と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、導電膜、配線など）がある。よって、そのような部分（領域、導電膜、配線など）もゲート電極またはゲート配線と呼んでも良い。
【００５０】
なお、例えば、マルチゲートのトランジスタにおいて、１つのゲート電極と、別のゲート電極とは、ゲート電極と同じ材料で形成された導電膜で接続される場合が多い。そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ゲート電極とゲート電極とを接続させるための部分（領域、導電膜、配線など）であるため、ゲート配線と呼んでも良いが、マルチゲートのトランジスタを１つのトランジスタと見なすこともできるため、ゲート電極と呼んでも良い。つまり、ゲート電極またはゲート配線と同じ材料で形成され、ゲート電極またはゲート配線と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、導電膜、配線など）は、ゲート電極やゲート配線と呼んでも良い。さらに、例えば、ゲート電極とゲート配線とを接続させている部分の導電膜であって、ゲート電極またはゲート配線とは異なる材料で形成された導電膜も、ゲート電極と呼んでも良いし、ゲート配線と呼んでも良い。
【００５１】
なお、ゲート端子とは、ゲート電極の部分（領域、導電膜、配線など）または、ゲート電極と電気的に接続されている部分（領域、導電膜、配線など）について、その一部分のことを言う。
【００５２】
なお、ある配線を、ゲート配線、ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信号線などと呼ぶ場合、配線にトランジスタのゲートが接続されていない場合もある。この場合、ゲート配線、ゲート線、ゲート信号線、走査線、走査信号線は、トランジスタのゲートと同じ層で形成された配線、トランジスタのゲートと同じ材料で形成された配線またはトランジスタのゲートと同時に成膜された配線を意味している場合がある。例としては、保持容量用配線、電源線、基準電位供給配線などがある。
【００５３】
なお、ソースとは、ソース領域とソース電極とソース配線（ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線等とも言う）とを含んだ全体、もしくは、それらの一部のことを言う。ソース領域とは、Ｐ型不純物（ボロンやガリウムなど）やＮ型不純物（リンやヒ素など）が多く含まれる半導体領域のことを言う。従って、少しだけＰ型不純物やＮ型不純物が含まれる領域、いわゆる、ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）領域は、ソース領域には含まれない。ソース電極とは、ソース領域とは別の材料で形成され、ソース領域と電気的に接続されて配置されている部分の導電層のことを言う。ただし、ソース電極は、ソース領域も含んでソース電極と呼ぶこともある。ソース配線とは、各トランジスタのソース電極の間を接続するための配線、各画素の有するソース電極の間を接続するための配線、又はソース電極と別の配線とを接続するための配線のことを言う。
【００５４】
しかしながら、ソース電極としても機能し、ソース配線としても機能するような部分（領域、導電膜、配線など）も存在する。そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。つまり、ソース電極とソース配線とが、明確に区別できないような領域も存在する。例えば、延伸して配置されているソース配線の一部とソース領域とがオーバーラップしている場合、その部分（領域、導電膜、配線など）はソース配線として機能しているが、ソース電極としても機能していることになる。よって、そのような部分（領域、導電膜、配線など）は、ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。
【００５５】
なお、ソース電極と同じ材料で形成され、ソース電極と同じ島（アイランド）を形成してつながっている部分（領域、導電膜、配線など）や、ソース電極とソース電極とを接続する部分（領域、導電膜、配線など）も、ソース電極と呼んでも良い。さらに、ソース領域とオーバーラップしている部分も、ソース電極と呼んでも良い。同様に、ソース配線と同じ材料で形成され、ソース配線と同じ島（アイランド）を形成してつながっている領域も、ソース配線と呼んでも良い。このような部分（領域、導電膜、配線など）は、厳密な意味では、別のソース電極と接続させる機能を有していない場合がある。しかし、製造における位置精度などの関係で、ソース電極またはソース配線と同じ材料で形成され、ソース電極またはソース配線とつながっている部分（領域、導電膜、配線など）がある。よって、そのような部分（領域、導電膜、配線など）もソース電極またはソース配線と呼んでも良い。
【００５６】
なお、例えば、ソース電極とソース配線とを接続させている部分の導電膜であって、ソース電極またはソース配線とは異なる材料で形成された導電膜も、ソース電極と呼んでも良いし、ソース配線と呼んでも良い。
【００５７】
なお、ソース端子とは、ソース領域や、ソース電極や、ソース電極と電気的に接続されている部分（領域、導電膜、配線など）について、その一部分のことを言う。
【００５８】
なお、ある配線を、ソース配線、ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線などと呼ぶ場合、配線にトランジスタのソース（ドレイン）が接続されていない場合もある。この場合、ソース配線、ソース線、ソース信号線、データ線、データ信号線は、トランジスタのソース（ドレイン）と同じ層で形成された配線、トランジスタのソース（ドレイン）と同じ材料で形成された配線またはトランジスタのソース（ドレイン）と同時に成膜された配線を意味している場合がある。例としては、保持容量用配線、電源線、基準電位供給配線などがある。
【００５９】
なお、ドレインについては、ソースと同様である。
【００６０】
なお、半導体装置とは半導体素子（トランジスタ、ダイオード、サイリスタなど）を含む回路を有する装置のことをいう。さらに、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を半導体装置と呼んでもよい。または、半導体材料を有する装置のことを半導体装置と言う。
【００６１】
なお、表示素子とは、光学変調素子、液晶素子、発光素子、ＥＬ素子（有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子又は有機物及び無機物を含むＥＬ素子）、電子放出素子、電気泳動素子、放電素子、光反射素子、光回折素子、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、などのことを言う。ただし、これに限定されない。
【００６２】
なお、表示装置とは、表示素子を有する装置のことを言う。なお、表示装置は、表示素子を含む複数の画素を含んでいても良い。なお、表示装置は、複数の画素を駆動させる周辺駆動回路を含んでいても良い。なお、複数の画素を駆動させる周辺駆動回路は、複数の画素と同一基板上に形成されてもよい。なお、表示装置は、ワイヤボンディングやバンプなどによって基板上に配置された周辺駆動回路、いわゆる、チップオングラス（ＣＯＧ）で接続されたＩＣチップ、または、ＴＡＢなどで接続されたＩＣチップを含んでいても良い。なお、表示装置は、ＩＣチップ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタなどが取り付けられたフレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）を含んでもよい。なお、表示装置は、フレキシブルプリントサーキット（ＦＰＣ）などを介して接続され、ＩＣチップ、抵抗素子、容量素子、インダクタ、トランジスタなどが取り付けられたプリント配線基盤（ＰＷＢ）を含んでいても良い。なお、表示装置は、偏光板または位相差板などの光学シートを含んでいても良い。なお、表示装置は、照明装置、筐体、音声入出力装置、光センサなどを含んでいても良い。ここで、バックライト装置のような照明装置は、導光板、プリズムシート、拡散シート、反射シート、光源（ＬＥＤ、冷陰極管など）、冷却装置（水冷式、空冷式）などを含んでいても良い。
【００６３】
なお、照明装置は、導光板、プリズムシート、拡散シート、反射シート、光源（ＬＥＤ、冷陰極管、熱陰極管など）、冷却装置などを有している装置のことをいう。
【００６４】
なお、発光装置とは、発光素子などを有している装置のことをいう。表示素子として発光素子を有している場合は、発光装置は、表示装置の具体例の一つである。
【００６５】
なお、反射装置とは、光反射素子、光回折素子、光反射電極などを有している装置のことをいう。
【００６６】
なお、液晶表示装置とは、液晶素子を有している表示装置をいう。液晶表示装置には、直視型、投写型、透過型、反射型、半透過型などがある。
【００６７】
なお、駆動装置とは、半導体素子、電気回路、電子回路を有する装置のことを言う。例えば、ソース信号線から画素内への信号の入力を制御するトランジスタ（選択用トランジスタ、スイッチング用トランジスタなどと呼ぶことがある）、画素電極に電圧または電流を供給するトランジスタ、発光素子に電圧または電流を供給するトランジスタなどは、駆動装置の一例である。さらに、ゲート信号線に信号を供給する回路（ゲートドライバ、ゲート線駆動回路などと呼ぶことがある）、ソース信号線に信号を供給する回路（ソースドライバ、ソース線駆動回路などと呼ぶことがある）などは、駆動装置の一例である。
【００６８】
なお、表示装置、半導体装置、照明装置、冷却装置、発光装置、反射装置、駆動装置などは、互いに重複して有している場合がある。例えば、表示装置が、半導体装置および発光装置を有している場合がある。あるいは、半導体装置が、表示装置および駆動装置を有している場合がある。
【００６９】
なお、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）において、Ａの上にＢが形成されている、あるいは、Ａ上にＢが形成されている、と明示的に記載する場合は、Ａの上にＢが直接接して形成されていることに限定されない。直接接してはいない場合、つまり、ＡとＢと間に別の対象物が介在する場合も含むものとする。ここで、Ａ、Ｂは、対象物（例えば、装置、素子、回路、配線、電極、端子、導電膜、層、など）であるとする。
【００７０】
従って例えば、層Ａの上に（もしくは層Ａ上に）、層Ｂが形成されている、と明示的に記載されている場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に直接接して別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されていて、その上に直接接して層Ｂが形成されている場合とを含むものとする。なお、別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）は、単層でもよいし、複層でもよい。
【００７１】
さらに、Ａの上方にＢが形成されている、と明示的に記載されている場合についても同様であり、Ａの上にＢが直接接していることに限定されず、ＡとＢとの間に別の対象物が介在する場合も含むものとする。従って例えば、層Ａの上方に、層Ｂが形成されている、という場合は、層Ａの上に直接接して層Ｂが形成されている場合と、層Ａの上に直接接して別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）が形成されていて、その上に直接接して層Ｂが形成されている場合とを含むものとする。なお、別の層（例えば層Ｃや層Ｄなど）は、単層でもよいし、複層でもよい。
【００７２】
なお、Ａの上にＢが直接接して形成されている、と明示的に記載する場合は、Ａの上に直接接してＢが形成されている場合を含み、ＡとＢと間に別の対象物が介在する場合は含まないものとする。
【００７３】
なお、Ａの下にＢが、あるいは、Ａの下方にＢが、の場合についても、同様である。
【００７４】
なお、本書類（明細書、特許請求の範囲又は図面など）において、明示的に単数として記載されているものについては、単数であることが望ましい。ただし、これに限定されず、複数であることも可能である。同様に、明示的に複数として記載されているものについては、複数であることが望ましい。ただし、これに限定されず、単数であることも可能である。
【発明の効果】
【００７５】
光電変換装置を液晶表示パネルとバックライト装置との間に設けることによって、液晶表示装置を大型化することなく、表示に影響を与える外部から液晶表示パネルに入射する光のみを光センサで効率よく検知することができる。よって、最適な表示輝度に表示装置の表示部を調整することができる。
【００７６】
従って、本発明により、より小型で高精度な、光センサによる輝度調整機能を有する液晶表示装置を提供することができる。本発明の液晶表示装置は、輝度調整機能により、高画質化及び低消費電力化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同様のものを指す符号は異なる図面間で共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。
【００７８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、光電変換装置を備えた液晶表示装置の構成例とシステムブロックとを説明する。なお、本発明の液晶表示装置は光源としてバックライト装置を有するため、液晶表示パネルの画素部は透光領域を有する。
【００７９】
光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素部に配置した場合の構成について、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を参照して説明する。
【００８０】
図１（Ａ）は、光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素部に配置した場合の上面図である。液晶パネル５０００は、画素部５００２と画素周辺部５００１とに分かれている。画素部５００２には複数の画素がマトリクス状に配置されている。画素周辺部５００１には、信号線入力端子５００３及び走査線入力端子５００４が形成されている。そして、信号線が信号線入力端子５００３から列方向に延在して形成され、走査線が走査線入力端子５００４から延在して形成されている。こうすることで、信号線に入力されている信号と走査線に入力されている信号とによって、個々の画素を独立して制御することができる。つまり、画素部５００２に画像を表示することが可能となる。
【００８１】
なお、画素周辺部５００１には、信号線駆動回路、走査線駆動回路、又は様々な論理回路が形成されていてもよい。画素周辺部５００１には、ＩＣチップが配置されていてもよい。
【００８２】
光電変換装置５０１０は、液晶パネル５０００の背面のうち画素部５００２に配置されている。外部からの光（外光とも言う）は、液晶表示パネル視認側の表示画面において、一部は入射光となって液晶表示パネル内に透過し、他は反射光となって視認側に反射する。表示に有効に利用することのできる光は、液晶表示パネル内に入射した光である。もし、液晶表示パネル視認側の表示画面に光電変換装置を設ける構成であると、表示画面表面で反射してしまう光も検知してしまうことになり、正確な光の検知が困難になってしまう。本実施の形態のように液晶パネル５０００とバックライト装置５０２０との間に、光を検知するセンサ部を有する光電変換装置５０１０を設ける構成であると、液晶パネル５０００内を透過した光のみを正確に検知することができる。
【００８３】
光電変換装置は、液晶パネルを透過した外光を検知するために、光電変換装置により光を検知する際は、液晶パネルは光を透過できる状態（白表示状態）としておく。
【００８４】
また、光電変換装置５０１０が液晶表示パネルを透過した外光を検知する時に、その領域に対応するバックライト装置を消灯すれば、光電変換装置５０１０はバックライト装置の光を検知せずに外光の光だけを検知することができる。画素部５００２で表示される画像に、光電変換装置５０１０が影響を与えることを防止することができる。
【００８５】
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示した線Ａ１−Ｂ１の断面図を示す。なお、図１（Ａ）と同様なものは同じ記号を用いてその説明を省略する。すでに述べたように、光電変換装置５０１０は液晶パネル５０００の背面のうち画素部５００２に配置されている。したがって、図１（Ｂ）に示すように、光電変換装置５０１０は、液晶パネル５０００とバックライト装置５０２０とに挟まれるように配置されている。なお、光電変換装置５０１０は、センサ部５０１１とセンサ部５０１１を駆動するための駆動部５０１２とを有する。そして、センサ部５０１１は液晶パネル５０００側を向いて配置されている。駆動部５０１２はセンサ部５０１１と液晶パネル５０００との間以外であれば、図１（Ｂ）のようにセンサ部５０１１の下に配置されていてもよいし、センサ部５０１１の横に配置されていてもよいし、センサ部５０１１を包み込むように配置されていてもよい。駆動部５０１２をバックライト装置側に設けることにより、バックライト装置からの液晶パネル５０００と反対側から入射する光を駆動部５０１２によって遮断することができ、光電変換装置５０１０は液晶パネル５０００側から入射する光をさらに正確に検知することができる。また、駆動部５０１２で、バックライト装置からの光よりセンサ部５０１１を遮光することができる場合は、センサ部で光を探知する際にバックライト装置を必ずしも消灯しなくてもよい。
【００８６】
なお、光電変換装置５０１０を配置する箇所は、図１（Ａ）に限定されず、画素部５００２に相当する液晶パネル５０００の背面であれば様々な箇所に配置することができる。
【００８７】
まず、光電変換装置を備えた液晶表示装置のシステムブロックの一例について、図５を参照して説明する。
【００８８】
画素部１００５には、信号線１０１１が信号線駆動回路１００３から延伸して配置されている。走査線１０１０が走査線駆動回路１００４から延伸して配置されている。そして、信号線１０１１と走査線１０１０との交差領域に、複数の画素がマトリクス状に配置されている。なお、複数の画素それぞれはスイッチング素子を有している。したがって、複数の画素それぞれに液晶分子の傾きを制御するための電圧を独立して入力することができる。このように各交差領域にスイッチング素子が設けられた構造をアクティブマトリクス型と呼ぶ。ただし、このようなアクティブマトリクス型に限定されず、パッシブマトリクス型の構成でもよい。パッシブマトリクス型は、各画素にスイッチング素子がないため、工程が簡便である。
【００８９】
光電変換装置１００９は、光を検知する機能を有している。そして、検知した光に応じた信号を制御回路１００２に出力する機能を有する。なお、検知した光に応じた信号を映像信号１００１にフィードバックしてもよい。
【００９０】
駆動回路部１００８は、制御回路１００２、信号線駆動回路１００３及び走査線駆動回路１００４を有している。制御回路１００２には光電変換装置１００９が出力する信号、及び映像信号１００１が入力されている。制御回路１００２は、光電変換装置１００９が出力する信号、及び映像信号１００１に応じて、信号線駆動回路１００３及び走査線駆動回路１００４をそれぞれ制御する。そのため、制御回路１００２は、信号線駆動回路１００３及び走査線駆動回路１００４にそれぞれ制御信号を出力する。そして、この制御信号に応じて、信号線駆動回路１００３は信号線１０１１にビデオ信号を出力し、走査線駆動回路１００４は走査線１０１０に走査信号を出力する。そして、画素が有するスイッチング素子が走査信号に応じて選択され、選択された画素にビデオ信号が入力される。
【００９１】
なお、制御回路１００２は、光電変換装置１００９が出力する信号、及び映像信号１００１に応じて電源１００７も制御している。電源１００７は、バックライト装置１００６へ電力を供給する手段を有している。制御回路１００２は、光電変換装置１００９が出力する信号に応じて、電源１００７がバックライト装置１００６へ供給する電力を調整する。例えば、光電変換装置１００９が検知した光量が大きければ、それに応じて電源１００７がバックライト装置１００６へ供給する電力を大きくする。こうすることで、液晶表示装置の輝度が高くなるため、液晶表示装置の表示部が見づらくなることを防止することができる。一方、光電変換装置１００９が検知した光量が小さければ、それに応じて電源１００７がバックライト装置１００６へ供給する電力を小さくする。こうすることで、必要以上に液晶表示装置の輝度を高くしなくてもよいため、液晶表示装置の消費電力を低減することができる。なお、バックライト装置１００６としては、エッジライト式のバックライト装置、直下式のバックライト装置、又はフロントライトを用いてもよい。フロントライトとは、画素部の前面側に取りつけ、全体を照らす発光体及び導光体で構成された板状のライトユニットである。このようなバックライト装置により、低消費電力で、均等に画素部を照らすことができる。
【００９２】
光電変換装置１００９の構成の一例を図２（Ａ）を参照して説明する。光電変換装置１００９は、センサ部２００１、制御部２００２及びＡＤ変換回路２００３として機能する部分を有する。センサ部２００１は、光を検知する機能を有している。制御部２００２は、センサ部２００１が光を検知するタイミングを制御する機能を有する。ＡＤ変換回路２００３は、センサ部２００１が検出した光に応じた電流又は電圧をアナログ値からデジタル値に変換する機能を有する。なお、光電変換装置１００９の構成はこれに限定されず、様々な構成を用いることができる。
【００９３】
走査線駆動回路１００４の構成の一例を図２（Ｂ）を参照して説明する。走査線駆動回路１００４は、シフトレジスタ２０１１、レベルシフタ２０１２及びバッファ２０１３として機能する回路を有する。シフトレジスタ２０１１には制御回路１００２からゲートスタートパルス（ＧＳＰ）、ゲートクロック信号（ＧＣＫ）等の信号が入力される。なお、走査線駆動回路１００４の構成はこれに限定されず、様々な構成を用いることができる。
【００９４】
信号線駆動回路１００３の構成の一例を図２（Ｃ）を参照して説明する。信号線駆動回路１００３は、シフトレジスタ２０２１、第１のラッチ２０２２、第２のラッチ２０２３、レベルシフタ２０２４及びバッファ２０２５として機能する回路を有する。バッファ２０２５として機能する回路とは、弱い信号を増幅させる機能を有する回路であり、オペアンプ等を有する。シフトレジスタ２０２１にはスタートパルス（ＳＳＰ）等の信号が入力される。第１のラッチ２０２２にはビデオ信号等のデータ（ＤＡＴＡ）が入力される。第２のラッチ２０２３にはラッチ信号が入力される。第２のラッチ２０２３は第１のラッチ２０２２から入力される信号を一時保持することができ、ラッチ信号に応じて一斉に画素へ保持した信号を出力することができる。これを線順次駆動と呼ぶ。なお、線順次駆動ではなく、点順次駆動を行う場合は、第２のラッチ２０２３は不要となる。なお、信号線駆動回路１００３の構成はこれに限定されず、様々な構成を用いることができる。
【００９５】
次に、光電変換装置を備えた液晶表示装置のシステムブロックの動作の一例について、図３を参照して説明する。
【００９６】
図３は、１画面分の画像を表示する期間に相当する１フレーム期間を示す。ただし、１フレーム期間は特に限定はしないが、画像を見る人がちらつき（フリッカー）を感じないように１／６０秒以下とすることが好ましい。なお、図３のタイミングチャートは、バックライト装置（照明手段）が点灯するタイミング、光電変換装置が光を検出するタイミング、及び画素部にビデオ信号が書き込まれるタイミング（走査するタイミング）を示している。
【００９７】
図３のタイミングチャートでは、１フレーム期間を書き込み期間と点灯期間とに分割することができる。
【００９８】
書き込み期間での動作について説明する。書き込み期間では、各画素にビデオ信号が入力される。つまり、走査線は書き込み期間において走査され、ビデオ信号が各画素に入力される。なお、書き込み期間ではバックライト装置は非点灯状態となっている。このとき、光電変換装置は光を検知する。こうすることで、光電変換装置は、正確な外光を検知することができる。なぜなら、バックライト装置が点灯していないので、光電変換装置は外光だけを検知することができるからである。
【００９９】
点灯期間での動作について説明する。点灯期間では、各画素へのビデオ信号の書き込み動作は行われない。したがって、各画素は書き込み期間において入力されたビデオ信号をそれぞれ保持している。そして、各画素がそれぞれ有する液晶素子は、ビデオ信号に応じた透過率となっている。このとき、バックライト装置が点灯することによって、ビデオ信号に応じた画像を表示することができる。
【０１００】
図３とは別の光電変換装置を備えた液晶表示装置のシステムブロックの動作の一例について、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照して説明する。
【０１０１】
図４（Ａ）は、１画面分の画像を表示する期間に相当する１フレーム期間を示す。ただし、１フレーム期間は特に限定はしないが、画像を見る人がちらつき（フリッカー）を感じないように１／６０秒以下とすることが好ましい。
【０１０２】
動作について説明する。まず、書き込み期間Ｔａにおいて、１行目から順に走査線に走査信号が入力され、画素が選択される。そして、画素が選択されているときに、信号線から画素へビデオ信号が入力される。そして、画素にビデオ信号が書き込まれると、画素は再び信号が入力されるまでその信号を保持する。この書き込まれたビデオ信号によって表示期間Ｔｓにおける各画素の階調が制御される。なお、バックライト装置消灯期間Ｔｃにおいて、走査線を走査する動作に合わせてバックライト装置が消灯する。バックライト装置消灯期間Ｔｃは書き込み期間Ｔａよりも長い。このバックライト装置消灯期間Ｔｃにおいて、光電変換装置が配置されている付近のバックライト装置が消灯したときに、光電変換装置は光を検知する。こうすることで、光電変換装置は、正確な外光を検知することができる。なぜなら、バックライト装置が点灯していないので、光電変換装置は外光だけを検知することができるからである。
【０１０３】
ここで、図４（Ｂ）を参照して、ｉ行目の画素行に着目して説明する。まず、書き込み期間Ｔａにおいて１行目から順に走査線に走査信号が入力される。そして、書き込み期間Ｔａのうち期間Ｔｂ（ｉ）において、ｉ行目の画素が選択される。ｉ行目の画素が選択されているときに、信号線からｉ行目の画素にビデオ信号が入力される。そして、ｉ行目の画素にビデオ信号が書き込まれると、ｉ行目の画素は再び信号が入力されるまでその信号を保持する。この書き込まれたビデオ信号によって表示期間Ｔｓ１におけるｉ行目の画素の階調が制御される。なお、期間Ｔｂ（ｉ）、及びその前後の期間では、バックライト装置が非点灯状態となる。このバックライト装置が消灯している期間が期間Ｔｄ（ｉ）である。そして、ｉ行目付近に光電変換装置が配置されている場合は、期間Ｔｄ（ｉ）において光電変換装置は光を検知する。こうすることで、光電変換装置は、正確な外光を検知することができる。なぜなら、バックライト装置が点灯していないので、光電変換装置は外光だけを検知することができるからである。
【０１０４】
本発明を適用した本実施の形態において、光電変換装置を液晶表示パネルとバックライト装置との間に設けることによって、液晶表示装置を大型化することなく、表示に影響を与える外部から液晶表示パネルに入射する光のみを光センサで効率よく検知することができる。よって、最適な表示輝度に液晶表示装置の表示部を調整することができる。
【０１０５】
従って、本発明により、より小型で高精度な輝度調整機能を有する液晶表示装置を提供することができる。本発明の液晶表示装置は、輝度調整機能により、高画質化及び低消費電力化を達成することができる。
【０１０６】
なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の図で述べた内容（一部でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０１０７】
同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の実施の形態の図で述べた内容（一部でもよい）対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０１０８】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容（一部でもよい）を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
【０１０９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１とは別の光電変換装置を液晶パネルの背面に配置した場合の構成について説明する。なお、本実施の形態で説明する液晶パネルの構成に限定はなく、様々な構成を用いることができる。なお、本実施の形態で説明する光電変換装置の構成に限定はなく、様々な構成を用いることができる。なお、本実施の形態で説明するバックライト装置の構成に限定はなく、様々な構成を用いることができる。
【０１１０】
光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素部に配置した場合の構成について、図３２（Ａ）及び図３２（Ｂ）を参照して説明する。なお、実施の形態１で説明した図１（Ａ）及び図１（Ｂ）と同様なものには同じ符号を用いてその説明を省略する。
【０１１１】
図３２（Ａ）は、光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素部に配置し、その一部を液晶パネルの背面のうち画素周辺部に配置した場合の上面図である。なお、光電変換装置５０１０のセンサ部は、液晶パネル５０００の背面のうち画素部５００２に配置されている。一方、光電変換装置５０１０の駆動部は、液晶パネル５０００の背面のうち画素部５００２に配置されていてもよいし、液晶パネル５０００の背面のうち画素周辺部５００１に配置されていてもよい。こうすることで、液晶パネル５０００の画素部５００２を透過する光量の低減を抑えることができる。
【０１１２】
図３２（Ｂ）は、図３２（Ａ）に示した線Ａ８−Ｂ８の断面図を示す。なお、図３２（Ａ）と同様なものは同じ記号を用いてその説明を省略する。すでに述べたように、光電変換装置５０１０は、液晶パネル５０００の背面のうち画素部５００２に配置し、その一部が液晶パネルの背面のうち画素周辺部５００１に配置されている。したがって、図３２（Ｂ）に示すように、光電変換装置５０１０は、液晶パネル５０００とバックライト装置５０２０とに挟まれるように配置されている。なお、光電変換装置５０１０は、センサ部５０１１とセンサ部５０１１を駆動するための駆動部５０１２とを有する。そして、センサ部５０１１は、バックライト装置５０２０と液晶パネル５０００の画素部５００２との間に配置されている。駆動部５０１２は、バックライト装置５０２０と液晶パネル５０００の画素周辺部５００１との間に配置されている。こうすることで、液晶パネル５０００の画素部５００２を透過する光量の低減を抑えることができる。
【０１１３】
なお、光電変換装置５０１０を配置する箇所は、図３２（Ａ）に限定されず、画素部５００２に相当する液晶パネル５０００の背面であれば様々な箇所に配置することができる。例えば、図６（Ａ）に示すように、光電変換装置５０１０を図３２（Ａ）とは異なる箇所に配置してもよい。あるいは、図６（Ｂ）に示すように、複数の光電変換装置（光電変換装置５０１０ａ、光電変換装置５０１０ｂ、光電変換装置５０１０ｃ及び光電変換装置５０１０ｄ）が配置されていてもよい。こうすることで、それぞれの光電変換装置で光を検知して、それらの情報を平均して液晶表示装置の周辺の明るさを求めることができる。したがって、正確な液晶表示装置の周辺の明るさを求めることができる。
【０１１４】
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図３２（Ａ）及び図３２（Ｂ）よりも詳細な、光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素部に配置した場合の構成について、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を参照して説明する。
【０１１５】
図７（Ａ）は、光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素周辺部に配置した場合の上面図である。なお、図７（Ａ）は、画素部周辺部を拡大して示した領域７０００の上面図である。領域７０００は、遮光領域７００１と透光領域７００２とに分けることができる。遮光領域７００１とは光が透過しない領域のことをいう。透光領域７００２とは光が透過する領域のことをいう。図７（Ａ）では、遮光領域７００１には配線が形成され、透光領域７００２には何も形成されていない。なお、遮光領域７００１には、配線の他に、ブラックマトリクス、トランジスタ、反射電極、又は様々な素子が形成されていてもよい。あるいは、ＩＣチップなどが配置されていてもよい。なお、透光領域７００２には、透明性を有する材料で形成される膜、透光性を有する薄い膜、シリコンなどが形成されていてもよい。
【０１１６】
光電変換装置７０１０は、液晶パネルの背面のうち遮光領域７００１に配置されている。そして、光電変換装置７０１０の一部が液晶パネルの背面のうち透光領域７００２に配置されている。
【０１１７】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示したＡ２−Ｂ２の断面図を示す。なお、図７（Ａ）と同様なものは同じ記号を用いてその説明を省略する。すでに述べたように、光電変換装置７０１０は液晶パネルの背面のうち画素周辺部に配置されている。したがって、図７（Ｂ）に示すように、光電変換装置７０１０は、液晶パネル７０３０とバックライト装置７０２０とに挟まれるように配置されている。なお、光電変換装置７０１０は、センサ部７０１１とセンサ部７０１１を駆動するための駆動部７０１２とに分けることができる。そして、センサ部７０１１は、液晶パネル７０３０のうち画素周辺部の透光領域７００２に配置されている。駆動部７０１２の大部分は、液晶パネル７０３０の背面のうち画素周辺部の遮光領域７００１に配置されている。こうすることで、透光領域７００２が小さい領域（複数の配線が形成されている場所など）に、光電変換装置７０１０を配置することができる。この理由について説明する。外光が入射する場所にセンサ部７０１１が配置されていれば、光電変換装置７０１０は外光を検知することができる。駆動部７０１２は、外光が入射する場所に配置する必要はない。したがって、図７（Ａ）に示すように、センサ部７０１１が透光領域７００２に配置されていれば、駆動部７０１２が遮光領域７００１に配置されていても、光電変換装置７０１０は外光を検知することができる。
【０１１８】
なお、光電変換装置７０１０が配置される場所はこれに限定されず、様々な場所に配置することができる。例えば、トランジスタが配置されている箇所、ブラックマトリクスが形成されている箇所などに、光電変換装置７０１０を配置することができる。
【０１１９】
次に、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）とは別の光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素部に配置した場合の構成について、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を参照して説明する。
【０１２０】
図８（Ａ）は、光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素部に配置した場合の上面図である。なお、図８（Ａ）は、画素部を拡大して示し、画素８００１、画素８００２及び画素８００３を示している。なお、図示はしないが、画素部には他にも複数の画素が配置されている。画素８００１、画素８００２及び画素８００３は、半透過型の構造である。したがって、画素８００１は反射領域８００４と透光領域８００７とに分けられている。同様に、画素８００２は反射領域８００５と透光領域８００８、画素８００３は反射領域８００６と透光領域８００９とにそれぞれ分けられている。反射領域８００４、反射領域８００５及び反射領域８００６はそれぞれ、光が入射するとその光を反射する機能を有する。透光領域８００７、透光領域８００８及び透光領域８００９はそれぞれ、バックライト装置の光を透過する機能を有している。
【０１２１】
光電変換装置８０１０は、液晶パネルの背面のうち反射領域（反射領域８００４、反射領域８００５及び反射領域８００６）にそれぞれ配置されている。そして、光電変換装置８０１０の一部が液晶パネルの背面のうち透光領域（透光領域８００７、透光領域８００８及び透光領域８００９）にそれぞれ配置されている。こうすることで、画素部に光電変換装置を配置しても、画素の光を透過できる面積の減少を少なくすることができる。
【０１２２】
図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示したＡ３−Ｂ３の断面図を示す。なお、図８（Ａ）と同様なものは同じ記号を用いてその説明を省略する。すでに述べたように、光電変換装置８０１０は液晶パネルの背面のうち画素部に配置されている。したがって、図８（Ｂ）に示すように、光電変換装置８０１０は、液晶パネル８０３０とバックライト装置８０２０とに挟まれるように配置されている。なお、光電変換装置８０１０は、センサ部８０１１とセンサ部８０１１を駆動するための駆動部８０１２とに分けることができる。そして、センサ部８０１１は、液晶パネル８０３０のうち画素部の透光領域８００７に配置されている。駆動部８０１２の大部分は、液晶パネル８０３０の背面のうち反射領域８００４に配置されている。こうすることで、光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素部に配置しても、画素の輝度の低下を抑えることができる。
【０１２３】
なお、光電変換装置８０１０の駆動部８０１２に反射性の材料を形成することで、画素に反射電極を形成するための工程を削減することができる。あるいは、駆動部８０１２の材料の一部に反射性を持たせることで、画素に反射電極を形成するための工程を削減することができる。
【０１２４】
なお、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）では、３つの画素の領域に１つの光電変換装置を配置した場合について説明したがこれに限定されず、様々な構成を用いることができる。例えば、１画素に１つの光電変換装置を配置してもよい。４画素以上の領域に１つの光電変換装置を配置してもよい。
【０１２５】
なお、全ての画素の領域に光電変換装置を配置してもよい。あるいは、特定の画素の領域だけに光電変換装置を配置してもよい。
【０１２６】
なお、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）では、光電変換装置が画素部に配置されている場合について説明したが、表示に寄与しない画素が形成される領域に光電変換装置を配置してもよい。
【０１２７】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）とは別の光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素部に配置した場合の構成について図９（Ａ）及び図９（Ｂ）素を参照して説明する。
【０１２８】
図９（Ａ）は、光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素部に配置した場合の上面図である。なお、図９（Ａ）は、画素部を拡大して示し、画素９００１、画素９００２及び画素９００３を示している。なお、図示はしないが、画素部には複数の画素が配置されている。画素９００１、画素９００２及び画素９００３は、半透過型の構造である。したがって、画素９００１は反射領域９００４と透光領域９００７とに分けられている。同様に、画素９００２は反射領域９００５と透光領域９００８、画素９００３は反射領域９００６と透光領域９００９とにそれぞれ分けられている。反射領域９００４、反射領域９００５及び反射領域９００６はそれぞれ、光が入射するとその光を反射する機能を有する。透光領域９００７、透光領域９００８及び透光領域９００９はそれぞれ、バックライト装置の光を透過する機能を有している。
【０１２９】
光電変換装置９０１０は、液晶パネルの背面のうち反射領域９００４に配置されている。そして、光電変換装置９０１０の一部が液晶パネルの背面のうち透光領域９００７に配置されている。同様に、光電変換装置９０５０は、液晶パネルの背面のうち反射領域９００５に配置されている。そして、光電変換装置９０５０の一部が液晶パネルの背面のうち透光領域９００８に配置されている。同様に、光電変換装置９０４０は、液晶パネルの背面のうち反射領域９００６に配置されている。そして、光電変換装置９０４０の一部が液晶パネルの背面のうち透光領域９００９に配置されている。こうすることで、画素部に光電変換装置を配置しても、画素の光を透過できる面積の減少を少なくすることができる。
【０１３０】
図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に示したＡ４−Ｂ４の断面図を示す。なお、図９（Ａ）と同様なものは同じ記号を用いてその説明を省略する。すでに述べたように、光電変換装置９０１０は液晶パネルの背面のうち画素部に配置されている。したがって、図９（Ｂ）に示すように、光電変換装置９０１０は、液晶パネル９０３０とバックライト装置９０２０とに挟まれるように配置されている。なお、光電変換装置９０１０は、センサ部９０１１とセンサ部９０１１を駆動するための駆動部９０１２とに分けることができる。なお、光電変換装置９０４０及び光電変換装置９０５０もそれぞれ、センサ部と駆動部とに分けることができる。そして、センサ部９０１１は、液晶パネル９０３０のうち画素部の透光領域９００７に配置されている。駆動部９０１２の大部分は、液晶パネル９０３０の背面のうち反射領域９００４に配置されている。なお、光電変換装置９０５０及び光電変換装置９０４０も光電変換装置９０１０と同様にそれぞれ、画素９００２と画素９００３とに配置されている。こうすることで、光電変換装置を液晶パネルの背面のうち画素部に配置しても、画素の輝度の低下を抑えることができる。なお、光電変換装置のセンサ部（センサ部９０１１）はカラーフィルタ９０３１を介した外光を検知する。したがって、光電変換装置は特定の色要素の光だけを検知することができる。
【０１３１】
なお、画素９００１、画素９００２及び画素９００３にそれぞれ、Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタが配置されている場合、光電変換装置９０１０、光電変換装置９０５０及び光電変換装置９０４０はそれぞれ、Ｒの色要素の外光、Ｇの色要素の外光、Ｂの色要素の外光だけを検知することができる。
【０１３２】
なお、光電変換装置９０１０、光電変換装置９０５０及び光電変換装置９０４０のそれぞれの駆動部に反射性の材料を形成することで、画素に反射電極を形成するための工程を削減することができる。あるいは、光電変換装置９０１０、光電変換装置９０５０及び光電変換装置９０４０のそれぞれの駆動部の材料の一部に反射性を持たせることで、画素に反射電極を形成するための工程を削減することができる。
【０１３３】
なお、画素部に形成されている画素の全てに、それぞれ光電変換装置を配置してもよい。あるいは、特定の画素だけに光電変換装置を配置してもよい。
【０１３４】
なお、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）では、光電変換装置が画素部に配置されている場合について説明したが、表示に寄与しない画素が配置されている領域に光電変換装置を配置してもよい。
【０１３５】
本発明を適用した本実施の形態において、光電変換装置を液晶パネルとバックライト装置との間に設けることによって、液晶表示装置を大型化することなく、表示に影響を与える外部から液晶パネルに入射する光のみを光センサで効率よく検知することができる。よって、最適な表示輝度に液晶表示装置の表示部を調整することができる。
【０１３６】
従って、本発明により、より小型で高精度な輝度調整機能を有する液晶表示装置を提供することができる。本発明の液晶表示装置は、輝度調整機能により、高画質化及び低消費電力化を達成することができる。
【０１３７】
なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の図で述べた内容（一部でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０１３８】
同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の実施の形態の図で述べた内容（一部でもよい）対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０１３９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容（一部でもよい）を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
【０１４０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、光電変換装置をバックライト装置に配置した場合の構成について説明する。なお、本実施の形態で説明する液晶パネルの構成に限定はなく、様々な構成を用いることができる。なお、本実施の形態で説明する光電変換装置の構成に限定はなく、様々な構成を用いることができる。なお、本実施の形態で説明するバックライト装置の構成に限定はなく、様々な構成を用いることができる。
【０１４１】
光電変換装置をバックライト装置に配置した場合の構成について、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）を参照して説明する。
【０１４２】
図１０（Ａ）は、光電変換装置を直下式のバックライト装置に配置した場合の上面図である。バックライト装置１００００は、筐体１０００２上に複数の光源１０００１及び複数の光電変換装置１００１０が配置されている。なお、導光板、反射板、拡散板、ランプリフレクターなどを省略して図示する。なお、光源１０００１としては発光ダイオードを用いた場合の構成について説明する。光源１０００１と光電変換装置１００１０とが同じ筐体１０００２上に配置されていることによって、光電変換装置１００１０を配置するためのスペースの増加を抑えることができる。光電変換装置１００１０は液晶パネルの表示部を透過した光を検知することができるため、表示部周辺の明るさを検知することができる。
【０１４３】
なお、光源１０００１は発光ダイオードに限定されず、様々な構成を用いることができる。例えば、光源１０００１として、冷陰極管、熱陰極管、無機ＥＬ又は有機ＥＬなどを用いることができる。
【０１４４】
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に示したＡ５−Ｂ５の断面図を示す。なお、図１０（Ａ）と同様なものは同じ記号を用いてその説明を省略する。すでに述べたように、光電変換装置１００１０は光源１０００１が配置されている筐体１０００２に配置されている。なお、光電変換装置１００１０は、センサ部１００１１とセンサ部１００１１を駆動するための駆動部１００１２とに分けることができる。そして、センサ部１００１１は上から入射する光を検知できるように配置されている。駆動部１００１２はセンサ部１００１１の下側に配置されている。こうすることによって、光電変換装置１００１０の配置面積を低減することができる。なお、駆動部１００１２は、センサ部１００１１が検知する光を遮らないところであれば、センサ部１００１１の下側に限定されず、様々なところに配置することができる。
【０１４５】
なお、光源１０００１及び光電変換装置１００１０が配置された筐体１０００２の上側には光学シート１１１３が配置されている。光学シート１１１３は、導光板、反射板、拡散板などから構成されている。例えば、光源１０００１が消灯しているときには、光電変換装置１００１０は、光学シート１１１３に拡散された外光を検知する。一方、光源１０００１が点灯しているときには、光電変換装置１００１０は、光源１０００１の光を検知する。したがって、図１０に示した液晶表示装置は、外光の明るさ、及びバックライト装置の明るさを検知することができる。
【０１４６】
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）とは別の、光電変換装置をバックライト装置に配置した場合の構成について、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）を参照して説明する。なお、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）と図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）との違いは、光源として冷陰極管を用いたところである。
【０１４７】
図１１（Ａ）は、光電変換装置を直下式のバックライト装置に配置した場合の上面図である。バックライト装置１１００は、筐体１１０２上に複数の光源１１０１及び複数の光電変換装置１１１０が配置されている。なお、導光板、反射板、拡散板、ランプリフレクターなどを省略して図示する。なお、光源１１０１としては冷陰極管を用いた場合の構成について説明する。光源１１０１と光電変換装置１１１０とが同じ筐体１１０２上に配置されていることによって、光電変換装置１１１０を配置するためのスペースの増加を抑えることができる。光電変換装置１１１０は液晶パネルの表示部を透過した光を検知することができるため、表示部周辺の明るさを検知することができる。
【０１４８】
なお、光源１１０１は冷陰極管に限定されず、様々な構成を用いることができる。例えば、光源１１０１として、熱陰極管、発光ダイオード、無機ＥＬ又は有機ＥＬなどを用いることができる。
【０１４９】
図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示したＡ６−Ｂ６の断面図を示す。なお、図１１（Ａ）と同様なものは同じ記号を用いてその説明を省略する。すでに述べたように、光電変換装置１１１０は光源１１０１が配置されている筐体１１０２に配置されている。なお、光電変換装置１１１０は、センサ部１１１１とセンサ部１１１１を駆動するための駆動部１１１２とに分けることができる。そして、センサ部１１１１は上から入射する光を検知できるように配置されている。駆動部１１１２はセンサ部１１１１の下側に配置されている。こうすることによって、光電変換装置１１１０の配置面積を低減することができる。なお、駆動部１１１２は、センサ部１１１１が検知する光を遮らないところであれば、センサ部１１１１の下側に限定されず、様々なところに配置することができる。
【０１５０】
なお、光源１１０１及び光電変換装置１１１０が配置された筐体１１０２の上側には光学シート１１１３が配置されている。光学シート１１１３は、導光板、反射板、拡散板などから構成されている。例えば、光源１１０１が消灯しているときには、光電変換装置１１１０は、光学シート１１１３に拡散された外光を検知する。一方、光源１１０１が点灯しているときには、光電変換装置１１１０は、光源１１０１の光を検知する。したがって、図１１に示した液晶表示装置は、外光の明るさ、及びバックライト装置の明るさを検知することができる。
【０１５１】
図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）とは別の、光電変換装置をバックライト装置に配置した場合の構成について、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）を参照して説明する。
【０１５２】
図１２（Ａ）は、光電変換装置をバックライト装置の光学シート上に配置した場合の上面図である。なお、図１２（Ａ）では、光源などは省略して説明する。光学シート１２００は、導光板、反射板、拡散板などから構成されている。なお、光学シート１２００は、画素周辺部対応領域１２０１と画素部対応領域１２０２とに分けることができる。光電変換装置１２１０は画素周辺部対応領域１２０１に配置されている。なお、画素周辺部対応領域１２０１とは、液晶パネルの画素周辺部の下側の領域である。画素部対応領域１２０２とは、液晶パネルの画素部の下側の領域である。
【０１５３】
なお、図１２（Ａ）に用いることができるバックライト装置は、様々な構成を用いることができる。例えば、図１２（Ａ）に用いることができるバックライト装置としては、直下式バックライト装置又はエッジライト式バックライト装置を用いることができる。
【０１５４】
なお、光電変換装置１２１０が配置されている場所は図１２（Ａ）に限定されず、様々な場所に配置することができる。なお、光電変換装置１２１０が配置されている数は、図１２（Ａ）に限定されず、２つ以上配置されていてもよい。
【０１５５】
図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示したＡ７−Ｂ７の断面図を示す。なお、図１２（Ａ）と同様なものは同じ記号を用いてその説明を省略する。すでに述べたように、光電変換装置１２１０は光学シート１２００上に配置されている。なお、光電変換装置１２１０は、センサ部１２１１とセンサ部１２１１を駆動するための駆動部１２１２とに分けることができる。そして、センサ部１２１１は光学シート１２００に接して配置されている。駆動部１２１２はセンサ部１２１１の上側に配置されている。こうすることで、光電変換装置１２１０は光学シート１２００の光を検知することができる。これについて具体的に説明する。光学シート１２００の光は、バックライト装置が消灯状態のときは、外光の光が拡散したものである。つまり、外光が光学シート１２００を介して光電変換装置１２１０に検知される。したがって、画素周辺部対応領域１２０１に外光が入射する必要は無く、液晶パネルの画素周辺部には様々なものを配置又は形成することができる。なお、バックライト装置が発光しているときは、光電変換装置１２１０は光学シート１２００を介してバックライト装置の輝度を検知することができる。
【０１５６】
なお、本実施の形態において、複数の光電変換装置をバックライト装置に配置してもよいとした。これらの複数の光電変換装置は、配置する箇所、検知する光量、又は検知する色要素などによって、異なる構成又は異なる形状であってもよい。
【０１５７】
なお、光電変換装置がバックライト装置に設けられているため、液晶表示装置を小型にすることができる。また、光電変換装置は光源の光を検知することで、バックライト装置の劣化を補正することができる。表示に影響を与える液晶表示パネルに入射した外部からの光をセンサ部で探知し、その情報をバックライト装置へフィードバックすることで、バックライト装置の光の強度の制御を行うことができる。従って表示部の表示輝度のばらつきを防ぐことができ、高画質な表示を行うことができる。また、外光を効率よく使用することができるため、過剰なバックライト装置の駆動を防ぐことができ、液晶表示装置を高信頼性及び低消費電力とすることが可能となる。
【０１５８】
なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の図で述べた内容（一部でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０１５９】
同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の実施の形態の図で述べた内容（一部でもよい）対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０１６０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容（一部でもよい）を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
【０１６１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、光電変換装置に印加するバイアスを反転した際に得られる電流特性について図１４乃至図１６を用いて説明する。
【０１６２】
図１４及び図１５に、光電変換装置にバイアスを印加した際得られた出力電流の照度依存性を示す。
【０１６３】
図１４中、ＥＬＣとは島状半導体領域をエキシマレーザ（ＥｘｃｉｍｅｒＬａｓｅｒ）で結晶化させた薄膜トランジスタを用いて形成されたカレントミラー回路を有する光電変換装置から得られる出力電流における照度依存性を示している。ＣＷとは、連続発振レーザ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＷａｖｅＬａｓｅｒ）により島状半導体領域を結晶化した薄膜トランジスタにより形成されたカレントミラー回路を有する光電変換装置から得られる出力電流における照度依存性を示している。正方向、逆方向とは、光電変換装置に印加するバイアス方向を示している。なお、ＥＬＣの場合における照度依存性を抜き出したものを図１５に示す。
【０１６４】
図１４より、逆方向のバイアスを印加した時のみ、エキシマレーザで結晶化した島状半導体領域を有する薄膜トランジスタを用いた光電変換装置の出力電流と、連続発振レーザで結晶化した島状半導体領域を有する薄膜トランジスタを用いた光電変換装置の出力電流に違いがあることが観察される。これは、薄膜トランジスタにおける島状半導体領域の結晶性に由来するものである。正方向のバイアス印加時には光電変換素子の特性を、逆方向のバイアス印加時には光電変換素子から得られる開放電圧Ｖｏｃ及び薄膜トランジスタの特性を利用し光の照度を、検出をしているからである。よって、光電変換装置から得られる出力電流の照度依存性は、島状半導体領域の結晶性によって変化させることが可能であることがわかる。なお、島状半導体領域の結晶性が影響を及ぼす薄膜トランジスタのＳ値や薄膜トランジスタのしきい値によっても変化させることができる。よって、光電変換装置を所望の照度依存性とすることができる。以上のことから、光電変換装置に印加するバイアスを反転させることで出力電圧もしくは出力電流の範囲を広げることなく、照度の検出範囲を広いものとすることが可能なうえ、目的に応じた光検出能を有する光電変換装置を得ることができる。
【０１６５】
ＥＬＣの場合、例えば光電変換装置に印加するバイアスを反転させる所定の強度を１００ｌｘ、出力電流範囲を２０ｎＡ以上５μＡ以下と設定すると、検出照度範囲の下限が０．５ｌｘ程度、上限は１０万ｌｘ以上とすることができる。よって、出力電流範囲を広げることなく、検出可能な照度範囲を広げることが可能となる。
【０１６６】
なお、本発明の液晶表示装置に適用できる光電変換装置の相対感度及び標準比視感度曲線を図１６に示す。図１６より、光電変換装置の相対感度は標準比視感度に非常に近いことがわかる。よって、光電変換装置は人間の眼に近い視感度を得ることが可能となるため、高性能なものとすることが可能となる。
【０１６７】
なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の図で述べた内容（一部でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０１６８】
同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の実施の形態の図で述べた内容（一部でもよい）対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０１６９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容（一部でもよい）を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
【０１７０】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の液晶表示装置に適用できる光電変換装置及びその作製方法について説明する。なお、光電変換装置の部分断面図の一例を図１３、図１７乃至１８に示し、これを用いて説明する。
【０１７１】
まず、基板（第１の基板３１０）上に素子を形成する。ここでは基板３１０として、ガラス基板の一つであるＡＮ１００を用いる。
【０１７２】
次いで、プラズマＣＶＤ法で下地絶縁膜３１２となる窒素を含む酸化珪素膜（膜厚１００ｎｍ）を形成し、さらに大気にふれることなく、半導体膜例えば水素を含む非晶質珪素膜（膜厚５４ｎｍ）を積層形成する。なお、下地絶縁膜３１２は酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒素を含む酸化珪素膜を用いて積層してもよい。例えば、下地絶縁膜３１２として、酸素を含む窒化珪素膜を５０ｎｍ、さらに窒素を含む酸化珪素膜を１００ｎｍ積層した膜を形成してもよい。なお、窒素を含む酸化珪素膜や窒化珪素膜は、ガラス基板からのアルカリ金属などの不純物拡散を防止するブロッキング層として機能する。
【０１７３】
次いで、上記非晶質珪素膜を固相成長法、レーザ結晶化方法、触媒金属を用いた結晶化方法等により結晶化させて、結晶構造を有する半導体膜（結晶性半導体膜）、例えば多結晶珪素膜を形成する。ここでは、触媒元素を用いた結晶化方法を用いて多結晶珪素膜を得る。まず、重量換算で１０ｐｐｍのニッケルを含む酢酸ニッケル溶液をスピナーで塗布する。なお、塗布に代えてスパッタ法でニッケル元素を全面に散布する方法を用いてもよい。次いで、加熱処理を行い結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する。ここでは、熱処理（５００℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃、４時間）を行って多結晶珪素膜を得る。
【０１７４】
次いで、多結晶珪素膜表面の酸化膜を希フッ酸等で除去する。その後、結晶化率を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するためのレーザ光（ＸｅＣｌ：波長３０８ｎｍ）の照射を大気中、または酸素雰囲気中で行う。
【０１７５】
レーザ光には波長４００ｎｍ以下のエキシマレーザ光や、ＹＡＧレーザの第２高調波又は第３高調波を用いる。ここでは、繰り返し周波数１０〜１０００Ｈｚ程度のパルスレーザ光を用い、当該レーザ光を光学系にて１００〜５００ｍＪ／ｃｍ２に集光し、９０〜９５％のオーバーラップ率をもって照射し、シリコン膜表面を走査させればよい。本実施の形態では、繰り返し周波数３０Ｈｚ、エネルギー密度４７０ｍＪ／ｃｍ２でレーザ光の照射を大気中で行なう。
【０１７６】
なお、大気中または酸素雰囲気中で行うため、レーザ光の照射により表面に酸化膜が形成される。なお、本実施の形態ではパルスレーザを用いた例を示したが、連続発振のレーザを用いてもよく、半導体膜の結晶化に際し、大粒径に結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波を適用するのが好ましい。代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。
【０１７７】
連続発振のレーザを用いる場合には、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ４レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により高調波に変換する。あるいは、共振器の中にＹＶＯ４結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザ光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザ光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。
【０１７８】
次いで、上記レーザ光の照射により形成された酸化膜に加え、オゾン水で表面を１２０秒処理して合計１〜５ｎｍの酸化膜からなるバリア層を形成する。このバリア層は、結晶化させるために添加した触媒元素、例えばニッケル（Ｎｉ）を膜中から除去するために形成する。ここでは、オゾン水を用いてバリア層を形成したが、酸素雰囲気下の紫外線の照射で結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化する方法や酸素プラズマ処理により結晶構造を有する半導体膜の表面を酸化する方法やプラズマＣＶＤ法やスパッタ法や蒸着法などで１〜１０ｎｍ程度の酸化膜を堆積してバリア層を形成してもよい。なお、バリア層を形成する前にレーザ光の照射により形成された酸化膜を除去してもよい。
【０１７９】
次いで、バリア層上にスパッタ法にてゲッタリングサイトとなるアルゴン元素を含む非晶質珪素膜を１０ｎｍ〜４００ｎｍ、ここでは膜厚１００ｎｍで成膜する。ここでは、アルゴン元素を含む非晶質珪素膜は、シリコンターゲットを用いてアルゴンを含む雰囲気下で形成する。プラズマＣＶＤ法を用いてアルゴン元素を含む非晶質珪素膜を形成する場合、成膜条件は、モノシランとアルゴンの流量比（ＳｉＨ４：Ａｒ）を１：９９とし、成膜圧力を６．６６５Ｐａとし、ＲＦパワー密度を０．０８７Ｗ／ｃｍ２とし、成膜温度を３５０℃とする。
【０１８０】
その後、６５０℃に加熱された炉に入れて３分の熱処理を行い触媒元素を除去（ゲッタリング）する。これにより結晶構造を有する半導体膜中の触媒元素濃度が低減される。炉に代えてランプアニール装置を用いてもよい。
【０１８１】
次いで、バリア層をエッチングストッパとして、ゲッタリングサイトであるアルゴン元素を含む非晶質珪素膜を選択的に除去した後、バリア層を希フッ酸で選択的に除去する。なお、ゲッタリングの際、ニッケルは酸素濃度の高い領域に移動しやすい傾向があるため、酸化膜からなるバリア層をゲッタリング後に除去することが望ましい。
【０１８２】
なお、触媒元素を用いて半導体膜の結晶化を行わない場合には、上述したバリア層の形成、ゲッタリングサイトの形成、ゲッタリングのための熱処理、ゲッタリングサイトの除去、バリア層の除去などの工程は不要である。
【０１８３】
次いで、得られた結晶構造を有する半導体膜（例えば結晶性珪素膜）の表面にオゾン水で薄い酸化膜を形成した後、第１のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、所望の形状にエッチング処理して島状に分離された半導体膜である島状半導体領域３３１及び３３２を形成する（図１７（Ａ）参照）。島状半導体領域を形成した後、レジストからなるマスクを除去する。
【０１８４】
次いで、必要があれば薄膜トランジスタのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ホウ素またはリン）のドーピングを行う。ここでは、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用いる。
【０１８５】
次いで、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去すると同時に島状半導体領域３３１及び３３２の表面を洗浄した後、ゲート絶縁膜３１３となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。ここでは、プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで窒素を含む酸化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成する。
【０１８６】
次いで、ゲート絶縁膜３１３上に金属膜を形成した後、第２のフォトマスクを用いて加工を行い、ゲート電極３３４及び３３５、配線３１４及び３１５、端子電極３５０を形成する（図１７（Ｂ）参照）。この金属膜として、例えば窒化タンタル及びタングステン（Ｗ）をそれぞれ３０ｎｍ、３７０ｎｍ積層した膜を用いる。
【０１８７】
ゲート電極３３４及び３３５、配線３１４及び３１５、端子電極３５０として、上記以外にもチタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層膜、或いは、これらの窒化物、例えば、窒化チタン、窒化タングステン、窒化タンタル、窒化モリブデンからなる単層膜、又はこれらの積層膜を用いることができる。
【０１８８】
次いで、島状半導体領域３３１及び３３２への一導電型を付与する不純物の導入を行って、薄膜トランジスタ１１２のソース領域及びドレイン領域３３７、薄膜トランジスタ１１３のソース領域及びドレイン領域３３８の形成を行う。本実施の形態ではｎチャネル型薄膜トランジスタを形成するものとし、ｎ型の不純物、例えばリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）を島状半導体領域３３１及び３３２に導入する。
【０１８９】
次いで、ＣＶＤ法により酸化珪素膜を含む第１の層間絶縁膜（図示しない）を５０ｎｍ形成した後、それぞれの島状半導体領域に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工程は、ランプ光源を用いたラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）、或いはＹＡＧレーザまたはエキシマレーザを基板３１０の裏面から照射する方法、或いは炉を用いた熱処理、或いはこれらの方法のうち、いずれかと組み合わせた方法によって行う。
【０１９０】
次いで、水素及び酸素を含む窒化珪素膜を含む第２の層間絶縁膜３１６を、例えば１０ｎｍの膜厚で形成する。
【０１９１】
次いで、第２の層間絶縁膜３１６上に絶縁物材料から成る第３の層間絶縁膜３１７を形成する（図１７（Ｄ）参照）。第３の層間絶縁膜３１７はＣＶＤ法で得られる絶縁膜を用いることができる。本実施の形態においては固着強度を向上させるため、第３の層間絶縁膜３１７として、９００ｎｍの膜厚で形成した窒素を含む酸化珪素膜を形成する。
【０１９２】
次に、熱処理（３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理、例えば窒素雰囲気中４１０℃で１時間）を行い、島状半導体膜を水素化する。この工程は第２の層間絶縁膜３１６に含まれる水素により島状半導体膜のダングリングボンドを終端させるために行うものである。なお、ゲート絶縁膜３１３の存在に関係なく島状半導体膜を水素化することができる。
【０１９３】
なお、第３の層間絶縁膜３１７として、シロキサンを用いた絶縁膜、及びそれらの積層構造を用いることも可能である。シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、アリール基）が用いられる。なお、置換基にフルオロ基を含んでいても良い。
【０１９４】
第３の層間絶縁膜３１７としてシロキサンを用いた絶縁膜、及びそれらの積層構造を用いた場合は、第２の層間絶縁膜３１６を形成後、島状半導体膜を水素化するための熱処理を行い、次に第３の層間絶縁膜３１７を形成することもできる。
【０１９５】
次いで、第３のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、第１の層間絶縁膜、第２の層間絶縁膜３１６、第３の層間絶縁膜３１７、及びゲート絶縁膜３１３を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。
【０１９６】
なお、第３の層間絶縁膜３１７は必要に応じて形成すればよく、第３の層間絶縁膜３１７を形成しない場合は、第２の層間絶縁膜３１６を形成後に第１の層間絶縁膜、第２の層間絶縁膜３１６及びゲート絶縁膜３１３を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。
【０１９７】
次いで、スパッタ法で金属積層膜を成膜した後、第４のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的に金属膜をエッチングして、配線３１９、接続電極３２０、端子電極３５１、薄膜トランジスタ１１２のソース電極及びドレイン電極３４１、薄膜トランジスタ１１３のソース電極及びドレイン電極３４２を形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。なお、本実施の形態の金属膜は、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜と、膜厚３５０ｎｍのＳｉを微量に含むＡｌ膜と、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜との３層を積層したものとする。
【０１９８】
なお、配線３１９、接続電極３２０、端子電極３５１、及び薄膜トランジスタ１１２のソース電極及びドレイン電極３４１、薄膜トランジスタ１１３のソース電極及びドレイン電極３４２を単層の導電膜により形成する場合は、耐熱性及び導電率等の点からチタン膜（Ｔｉ膜）が好ましい。なお、チタン膜に変えて、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層膜、或いは、これらの窒化物、例えば、窒化チタン、窒化タングステン、窒化タンタル、窒化モリブデンからなる単層膜、又はこれらの積層膜を用いることができる。配線３１９、接続電極３２０、端子電極３５１、及び薄膜トランジスタ１１２のソース電極及びドレイン電極３４１、薄膜トランジスタ１１３のソース電極及びドレイン電極３４２を単層膜にすることにより、作製工程において成膜回数を減少させることが可能となる。
【０１９９】
以上の工程で、多結晶珪素膜を用いたトップゲート型の薄膜トランジスタ１１２及び１１３を作製することができる。なお、薄膜トランジスタ１１２及び１１３のＳ値は、半導体膜の結晶性や半導体膜とゲート絶縁膜との界面状態で変化させることが可能である。
【０２００】
次いで、後に形成される光電変換層（代表的にはアモルファスシリコン）と反応して合金になりにくい導電性の金属膜（チタン（Ｔｉ）またはモリブデン（Ｍｏ）など）を成膜した後、第５のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的に導電性の金属膜をエッチングして配線３１９を覆う保護電極３１８を形成する（図１８（Ａ）参照）。ここでは、スパッタ法で得られる膜厚２００ｎｍのＴｉ膜を用いる。なお、接続電極３２０、端子電極３５１、薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極においても保護電極３１８と同様の金属膜によって覆われる。従って、導電性の金属膜は、これらの電極における２層目のＡｌ膜が露呈されている側面も覆うため、導電性の金属膜は光電変換層へのアルミニウム原子の拡散も防止できる。
【０２０１】
ただし、配線３１９、接続電極３２０、端子電極３５１、薄膜トランジスタ１１２のソース電極及びドレイン電極３４１、薄膜トランジスタ１１３のソース電極及びドレイン電極３４２を単層の導電膜で形成する場合、すなわち図１３（Ｂ）で示すように、これらの電極又は配線に代えて配線４０４、接続電極４０５、端子電極４０１、薄膜トランジスタ１１２のソース電極及びドレイン電極４０２、薄膜トランジスタ１１３のソース電極及びドレイン電極４０３を形成する場合は、保護電極３１８は形成しなくてもよい。
【０２０２】
次に第３の層間絶縁膜３１７上に、ｐ型半導体層１１１ｐ、ｉ型半導体層１１１ｉ及びｎ型半導体層１１１ｎを有する光電変換層１１１を形成する。
【０２０３】
ｐ型半導体層１１１ｐは、１３族の不純物元素、例えばホウ素（Ｂ）を含んだセミアモルファスシリコン膜をプラズマＣＶＤ法にて成膜し形成しても良いし、セミアモルファスシリコン膜を形成後、１３族の不純物元素を導入してもよい。
【０２０４】
なお、保護電極３１８は光電変換層１１１の最下層、本実施の形態ではｐ型半導体層１１１ｐと接している。
【０２０５】
ｐ型半導体層１１１ｐを形成したら、さらにｉ型半導体層１１１ｉ及びｎ型半導体層１１１ｎを順に形成する。これによりｐ型半導体層１１１ｐ、ｉ型半導体層１１１ｉ及びｎ型半導体層１１１ｎを有する光電変換層１１１が形成される。
【０２０６】
ｉ型半導体層１１１ｉとしては、例えばプラズマＣＶＤ法でセミアモルファスシリコン膜を形成すればよい。なお、ｎ型半導体層１１１ｎとしては、１５族の不純物元素、例えばリン（Ｐ）を含むセミアモルファスシリコン膜を形成してもよいし、セミアモルファスシリコン膜を形成後、１５族の不純物元素を導入してもよい。
【０２０７】
なお、ｐ型半導体層１１１ｐ、ｉ型半導体層１１１ｉ、ｎ型半導体層１１１ｎとして、セミアモルファス半導体膜だけではなく、アモルファス半導体膜を用いてもよい。
【０２０８】
次いで、全面に絶縁物材料（例えば珪素を含む無機絶縁膜）からなる封止層３２４を厚さ（１μｍ〜３０μｍ）で形成して図１８（Ｂ）の状態を得る。ここでは絶縁物材料膜としてＣＶＤ法により、膜厚１μｍの窒素を含む酸化珪素膜を形成する。無機絶縁膜を用いることにより密着性の向上を図っている。
【０２０９】
次いで、封止層３２４をエッチングして開口部を設けた後、スパッタ法により端子１２１及び１２２を形成する。端子１２１及び１２２は、チタン膜（Ｔｉ膜）（１００ｎｍ）と、ニッケル膜（Ｎｉ）膜（３００ｎｍ）と、金膜（Ａｕ膜）（５０ｎｍ）との積層膜とする。こうして得られる端子１２１及び端子１２２の固着強度は５Ｎを超え、端子電極として十分な固着強度を有している。
【０２１０】
以上の工程で、半田接続が可能な端子１２１及び端子１２２が形成され、図１８（Ｃ）に示す構造が得られる。
【０２１１】
このようにして、例えば１枚の大面積基板（例えば６００ｃｍ×７２０ｃｍ）からは大量のフォトＩＣチップ（２ｍｍ×１．５ｍｍ）、即ち光電変換装置のチップを製造することが可能である。次いで、個々に切断して複数のフォトＩＣチップを切り出す。
【０２１２】
切り出した１つのフォトＩＣチップ（２ｍｍ×１．５ｍｍ）の断面図を図１９（Ａ）に示し、その上面図を図１９（Ｂ）、下面図を図１９（Ｃ）に示す。なお、図１９（Ａ）において、基板３１０、素子形成領域４１０、端子１２１及び端子１２２を含む総膜厚は、０．８±０．０５ｍｍである。
【０２１３】
なお、光電変換装置の総膜厚を薄くするために、基板３１０をＣＭＰ処理等によって削って薄くした後、ダイサーで個々に切断して複数の光電変換装置を切り出してもよい。
【０２１４】
なお、図１９（Ｂ）において、端子１２１及び１２２の一つの電極サイズは、０．６ｍｍ×１．１ｍｍであり、電極間隔は０．４ｍｍである。なお、図１９（Ｃ）において受光部４１１の面積は、１．５７ｍｍ２である。なお、増幅回路部４１２には、約１００個の薄膜トランジスタが設けられている。
【０２１５】
最後に、得られた光電変換装置を基板３６０の実装面に実装する（図１３（Ａ）参照）。なお、端子１２１と電極３６１、並びに端子１２２と電極３６２との接続には、それぞれ半田３６４及び３６３を用い、予め基板３６０の電極３６１及び３６２上にスクリーン印刷法などによって半田を形成しておき、半田と端子電極を当接した状態にしてから半田リフロー処理を行って実装する。半田リフロー処理は、例えば不活性ガス雰囲気中、２５５℃〜２６５℃程度の温度で約１０秒行う。なお、半田の他に金属（金、銀等）で形成されるバンプ、又は導電性樹脂で形成されるバンプ等を用いることができる。なお、環境問題を考慮して鉛フリー半田を用いて実装してもよい。
【０２１６】
以上のようにして、光電変換装置を作製することができる。なお、光を検出するために基板３１０側から光電変換層１１１に光を入射する以外の箇所には筐体等を用いて光を遮断しても良い。なお、筐体は光を遮断する機能を有する材料なら何を用いてもよく、例えば金属材料や黒色顔料を有する樹脂材料等を用いて形成すればよい。このような構造とすることで、より信頼性の高い光検出機能を有する光電変換装置とすることができる。
【０２１７】
本実施の形態では光電変換装置が有する増幅回路をｎチャネル型薄膜トランジスタで形成する場合について説明したが、ｐチャネル型薄膜トランジスタでも良い。なお、ｐチャネル型薄膜トランジスタは島状半導体領域への一導電型を付与する不純物を、ｐ型の不純物、例えばホウ素（Ｂ）に代えればｎチャネル型薄膜トランジスタと同様のように作製することができる。次に、増幅回路をｐチャネル型薄膜トランジスタを用いて形成した例について示す。
【０２１８】
また、単結晶半導体基板を用いて光電変換装置を作製した例を図３４に示す。図３４において、単結晶半導体基板（図３４においてはシリコン基板）上にトランジスタ６０２、６０３が形成されている。トランジスタ６０２、６０３はサイドウォール構造の絶縁層を有するトップゲート型のトランジスタである。
【０２１９】
増幅回路、例えばカレントミラー回路をｐチャネル型薄膜トランジスタで形成した光電変換装置の断面図を図２０に示す。なお、図２０はｐチャネル型の薄膜トランジスタ２０１及び２０２、並びに光電変換素子を示している。なお、図１３と同様のものに関しては共通の符号を用いて示し、同一部分又は同様な機能を有する部分の詳細な説明は省略する。上述したように、薄膜トランジスタ２０１の島状半導体領域及び薄膜トランジスタ２０２の島状半導体領域には、ｐ型の不純物、例えばホウ素（Ｂ）が導入されており、薄膜トランジスタ２０１にはソース領域及びドレイン領域２４１、薄膜トランジスタ２０２にはソース領域及びドレイン領域２４２が形成される。なお、光電変換素子が有する光電変換層２２２は、ｎ型半導体層２２２ｎ、ｉ型半導体層２２２ｉ、ｐ型半導体層２２２ｐを順次積層した構成となっている。なお、ｎ型半導体層２２２ｎ、ｉ型半導体層２２２ｉ、ｐ型半導体層２２２ｐには、それぞれｎ型半導体層１１１ｎ、ｉ型半導体層１１１ｉ、ｐ型半導体層１１１ｐと同様の材料及び作製方法を用いて形成することができる。
【０２２０】
なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の図で述べた内容（一部でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０２２１】
同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の実施の形態の図で述べた内容（一部でもよい）対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０２２２】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容（一部でもよい）を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
【０２２３】
（実施の形態６）
本実施の形態では増幅回路をボトムゲート型薄膜トランジスタを用いて形成した光電変換装置及びその作製方法の例を、図２１乃至図２３を用いて説明する。
【０２２４】
まず基板３１０上に、下地絶縁膜３１２及び金属膜５１１を形成する（図２１（Ａ）参照）。この金属膜５１１として、本実施の形態では例えば窒化タンタル及びタングステン（Ｗ）をそれぞれ３０ｎｍ、３７０ｎｍ積層した膜を用いる。
【０２２５】
なお、金属膜５１１として、上記以外にもチタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ネオジム（Ｎｄ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料からなる単層膜、或いは、これらの窒化物、例えば、窒化チタン、窒化タングステン、窒化タンタル、窒化モリブデンからなる単層膜を用いることができる。
【０２２６】
なお、下地絶縁膜３１２を基板３１０上に形成せず、金属膜５１１を直接基板３１０に形成してもよい。
【０２２７】
次に金属膜５１１を加工して、ゲート電極５１２及び５１３、配線３１４及び３１５、端子電極３５０を形成する（図２１（Ｂ）参照）。
【０２２８】
次いで、ゲート電極５１２及び５１３、配線３１４及び３１５、端子電極３５０を覆うゲート絶縁膜５１４を形成する。本実施の形態では、珪素を主成分とする絶縁膜、例えばプラズマＣＶＤ法により形成される１１５ｎｍの厚さで窒素を含む酸化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を用いてゲート絶縁膜５１４を形成する。
【０２２９】
次にゲート絶縁膜５１４上に島状半導体領域５１５及び５１６を形成する。島状半導体領域５１５及び５１６は、実施の形態５で述べた島状半導体領域３３１及び３３２と同様の材料及び作製工程により形成すればよい（図２１（Ｃ）参照）。
【０２３０】
島状半導体領域５１５及び５１６を形成したら、後に薄膜トランジスタ５０１のソース領域及びドレイン領域５２１、薄膜トランジスタ５０２のソース領域及びドレイン領域５２２となる領域以外を覆ってマスク５１８を形成し、一導電型を付与する不純物の導入を行う（図２１（Ｄ）参照）。一導電型の不純物としては、ｎチャネル型薄膜トランジスタを形成する場合には、ｎ型不純物としてリン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）を用い、ｐチャネル型薄膜トランジスタを形成する場合には、ｐ型不純物としてホウ素（Ｂ）を用いればよい。本実施の形態ではｎ型不純物であるリン（Ｐ）を島状半導体領域５１５及び５１６に導入し、薄膜トランジスタ５０１のソース領域及びドレイン領域５２１並びにこれら領域の間にチャネル形成領域、薄膜トランジスタ５０２のソース領域及びドレイン領域５２２並びにこれら領域の間にチャネル形成領域を形成する。なお、必要があればチャネル形成領域に薄膜トランジスタのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ホウ素またはリン）をドーピングしても良い。
【０２３１】
次いでマスク５１８を除去し、図示しない第１の層間絶縁膜、第２の層間絶縁膜３１６及び第３の層間絶縁膜３１７を形成する（図２１（Ｅ）参照）。第１の層間絶縁膜、第２の層間絶縁膜３１６及び第３の層間絶縁膜３１７の材料及び作製工程は実施の形態５の記載に基づけばよい。
【０２３２】
次に第１の層間絶縁膜、第２の層間絶縁膜３１６及び第３の層間絶縁膜３１７にコンタクトホールを形成し、金属膜を成膜、さらに選択的に金属膜をエッチングして、配線３１９、接続電極３２０、端子電極３５１、薄膜トランジスタ５０１のソース電極及びドレイン電極５３１、薄膜トランジスタ５０２のソース電極及びドレイン電極５３２を形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。なお、本実施の形態の金属膜は、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜と、膜厚３５０ｎｍのＳｉを微量に含むＡｌ膜と、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜との３層を積層したものとする。
【０２３３】
また配線３１９及びその保護電極３１８、接続電極３２０及びその保護電極５３３、端子電極３５１及びその保護電極５３８、薄膜トランジスタ５０１のソース電極及びドレイン電極５３１並びにその保護電極５３６、薄膜トランジスタ５０２のソース電極及びドレイン電極５３２並びにその保護電極５３７に代えて、それぞれ図１３（Ｂ）の配線４０４、接続電極４０５、端子電極４０１、薄膜トランジスタ１１２のソース電極及びドレイン電極４０２、薄膜トランジスタ１１３のソース電極及びドレイン電極４０３と同様に、単層の導電膜を用いてそれぞれの配線や電極を形成してもよい。
【０２３４】
以上のようにして、ボトムゲート型の薄膜トランジスタ５０１及び５０２を作製することができる（図２２（Ａ）参照）。
【０２３５】
次に、第３の層間絶縁膜３１７上に、ｐ型半導体層１１１ｐ、ｉ型半導体層１１１ｉ及びｎ型半導体層１１１ｎを含む光電変換層１１１を形成する（図２２（Ｂ）参照）。光電変換層１１１の材料及び作製工程等は、実施の形態５を参照すればよい。
【０２３６】
次いで、封止層３２４、端子１２１及び１２２を形成する（図２２（Ｃ）参照）。端子１２１はｎ型半導体層１１１ｎに接続されており、端子１２２は端子１２１と同一工程で形成される。
【０２３７】
さらに電極３６１及び３６２を有する基板３６０を、半田３６４及び３６３で実装する。なお、基板３６０上の電極３６１は、半田３６４で端子１２１に実装されている。また基板３６０の電極３６２は、半田３６３端子１２２に実装されている（図２３（Ａ）参照）。
【０２３８】
図２３（Ａ）に示す光電変換装置において、光電変換層１１１に入射する光は、主に基板３１０側から入るが、これに限られない。なお、図２３（Ｂ）に示すように基板３１０側の光電変換層１１１が形成される領域以外に筐体５５０を設けても良い。なお、筐体５５０は、光を遮断する機能を有する材料なら何を用いてもよく、例えば金属材料や黒色顔料を有する樹脂材料等を用いて形成すればよい。このような構造とすることで、より信頼性の高い光検出機能を有する光電変換装置とすることができる。
【０２３９】
なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の図で述べた内容（一部でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０２４０】
同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の実施の形態の図で述べた内容（一部でもよい）対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０２４１】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容（一部でもよい）を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
【０２４２】
（実施の形態７）
本実施の形態では、バイアス切り替え手段の一例として、バイアス切り替えを行う回路について、図２４〜図２８を用いて説明する。
【０２４３】
図２４に示す回路は、光電変換装置から得られる電流を電圧として出力した出力電圧が、ある一定値に達した際に光電変換装置に印加するバイアスを反転させる回路である。即ち、所定の照度を境にバイアスを反転させる回路である。なお、図２４の回路では、基準電圧Ｖｒを境界として、出力電圧がＶｒを超えた場合にバイアスを反転するようにする。
【０２４４】
図２４及び図２５において、９０１は光電変換装置出力ＶＰＳ、９０２は基準電圧Ｖｒを決定するための基準電圧生成回路、９０３はコンパレータ、９０４は出力バッファであり、ここでは出力バッファ９０４は１段目９０４ａ、２段目９０４ｂ、３段目９０４ｃを有している。なお、出力バッファは３段しか記載していないが、４段以上にすることも可能であり、また１段だけに設計することも可能である。なお、コンパレータ９０３、出力バッファ９０４は、それぞれ図２８におけるバイアス切り替え手段１０２、電源１０３に相当し、９０５は光電変換素子１０１及び抵抗１０４に相当する。
【０２４５】
図２５は図２４の具体的な回路構成を示しており、コンパレータ９０３はｐチャネル型薄膜トランジスタ９１１及び９１３、ｎチャネル型薄膜トランジスタ９１２及び９１４、抵抗９２１を有している。なお、基準電圧生成回路９０２は抵抗９２３及び９２４を有し、これらを用い基準電圧Ｖｒを決定している。
【０２４６】
なお、図２５において出力バッファ９０４は一段目９０４ａのみを記載しており、その一段は、ｐチャネル型薄膜トランジスタ９１５及びｎチャネル型薄膜トランジスタ９１６で形成される。なお、図２５においてはｎチャネル型薄膜トランジスタはゲート電極が１つであるシングルゲートの薄膜トランジスタを示しているが、オフ電流を小さくするために、ゲート電極が複数ある薄膜トランジスタすなわちマルチゲートの薄膜トランジスタ、例えばゲート電極を２つ有するダブルゲートの薄膜トランジスタで形成してもよい。なお他の段も９０４ａと同様の回路にて形成すればよい。
【０２４７】
また図２５において出力バッファ９０４の一段を、図２７（Ａ）に示す回路９４２及び図２７（Ｂ）に示す回路９４４に代えてもよい。図２７（Ａ）に示す回路９４２はｎチャネル型薄膜トランジスタ９１６及びｐチャネル型薄膜トランジスタ９４１で形成されており、図２７（Ｂ）に示す回路９４４はｎチャネル型薄膜トランジスタ９１６及び９４３で形成されている。
【０２４８】
なお、光電変換装置出力ＶＰＳには、光電変換装置から得られた電流を電圧として出力した出力電圧を用いてもよいし、その出力電圧を増幅回路で増幅させた電圧を用いてもよい。
【０２４９】
なお、図２８では基準電圧生成回路により基準電圧Ｖｒを決定しているが、その他の基準電圧を得たい場合には図２６に示すように基準電圧Ｖｒを外部回路９３１から直接入力してもよいし（図２６（Ａ）参照）、いくつかの入力電圧をセレクタ（アナログスイッチ等）を用いて選択する回路９３２から入力しても良い（図２６（Ｂ）参照）。
【０２５０】
なお、図２５に示す回路において、基準電圧Ｖｒは、コンパレータを構成している薄膜トランジスタの閾値電圧以上（閾値電圧がＶｔｈとすると、Ｖｔｈ≦Ｖｒ）とする必要がある。これを満足するよう、基準電圧または光電変換装置出力ＶＰＳを調整する必要がある。
【０２５１】
光電変換装置の出力ＶＰＳは、コンパレータ９０３のｐチャネル型薄膜トランジスタ９１１のゲート電極に入力され、基準電圧生成回路９０２からの電圧値と比較され、基準電圧生成回路からの電圧値より小さい場合は、電源１０３のうち電源１０３ａに接続され、図２８（Ａ）に示す方向に電流が流れる。また基準電圧生成回路からの電圧値より大きい場合は、電源１０３のうち電源１０３ｂに接続され、図２８（Ｂ）に示す方向に電流が流れる。
【０２５２】
以上のようなバイアス切り替え手段を用いて光電変換装置に印加するバイアスを反転させることで、出力電圧もしくは出力電流の範囲を広げることなく、検出可能な照度範囲を広げることが可能となる。
【０２５３】
なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の図で述べた内容（一部でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０２５４】
同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の実施の形態の図で述べた内容（一部でもよい）対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０２５５】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容（一部でもよい）を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
【０２５６】
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明により得られた液晶表示装置を様々な電子機器に組み込んだ例について説明する。本発明が適用される電子機器として、コンピュータ、ディスプレイ、携帯電話、テレビなどが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図２９、図３０、図３１（Ａ）、及び図３１（Ｂ）に示す。
【０２５７】
図２９は携帯電話に本発明を適用した一例であり、本体（Ａ）７０１、本体（Ｂ）７０２、筐体７０３、操作キー７０４、音声入力部７０５、音声出力部７０６、回路基板７０７、表示パネル（Ａ）７０８、表示パネル（Ｂ）７０９、蝶番７１０、透光性材料部７１１、光電変換装置７１２を有している。
【０２５８】
光電変換装置７１２は筐体７０３側から入射する光を検知し、検知した外部光の照度に合わせて表示パネル（Ａ）７０８及び表示パネル（Ｂ）７０９の輝度コントロールを行ったり、光電変換装置７１２で得られる照度に合わせて操作キー７０４の照明制御を行う。これにより携帯電話の消費電力を低減することができる。
【０２５９】
次に上記とは異なる携帯電話の例について図３０に示す。図３０において、７２１は本体、７２２は筐体、７２３は表示パネル、７２４は操作キー、７２５は音声出力部、７２６は音声入力部、７２７は光電変換装置である。
【０２６０】
図３０に示す携帯電話では、光電変換装置７２７により、外部の光を検知することにより表示パネル７２３の輝度を制御することが可能である。さらに、表示パネル７２３に設けられているバックライト装置の輝度を検出し、輝度を制御することも可能となる。よって、消費電力を低減することが可能となる。
【０２６１】
図３１（Ａ）はコンピュータであり、本体７３１、筐体７３２、表示部７３３、キーボード７３４、外部接続ポート７３５、ポインティングデバイス７３６、光電変換装置７３７等を含む。光電変換装置７３７は周囲の明るさを検知して、その情報がフィードバックされて表示部７３３（またはバックライト装置の輝度）が調節される。
【０２６２】
図３１（Ｂ）は表示装置でありテレビ受像器などがこれに当たる。本表示装置は、筐体７４１、支持台７４２、表示部７４３、光電変換装置７４４などによって構成されている。光電変換装置７４４は周囲の明るさを検知して、その情報がフィードバックされて表示部７４７（またはバックライト装置の輝度）が調節される。
【０２６３】
図３３（Ａ）及び図３３（Ｂ）は、本発明の液晶表示装置をカメラ、例えばデジタルカメラに組み込んだ例を示す図である。図３３（Ａ）は、デジタルカメラの前面方向から見た斜視図、図３３（Ｂ）は、後面方向から見た斜視図である。図３３（Ａ）において、デジタルカメラには、リリースボタン８０１、メインスイッチ８０２、ファインダ窓８０３、フラッシュ８０４、レンズ８０５、鏡胴８０６、筺体８０７が備えられている。なお、図３３（Ｂ）において、ファインダ接眼窓８１１、モニタ８１２、操作ボタン８１３、光電変換装置８１４が備えられている。
【０２６４】
リリースボタン８０１は、半分の位置まで押下されると、焦点調整機構および露出調整機構が作動し、最下部まで押下されるとシャッターが開く。メインスイッチ８０２は、押下又は回転によりデジタルカメラの電源のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。ファインダ窓８０３は、デジタルカメラの前面のレンズ８０５の上部に配置されており、図３３（Ｂ）に示すファインダ接眼窓８１１から撮影する範囲やピントの位置を確認するための装置である。フラッシュ８０４は、デジタルカメラの前面上部に配置され、被写体輝度が低いときに、リリースボタンが押下されてシャッターが開くと同時に補助光を照射する。レンズ８０５は、デジタルカメラの正面に配置されている。レンズは、フォーカシングレンズ、ズームレンズ等により構成され、図示しないシャッター及び絞りと共に撮影光学系を構成する。なお、レンズの後方には、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）等の撮像素子が設けられている。鏡胴８０６は、フォーカシングレンズ、ズームレンズ等のピントを合わせるためにレンズの位置を移動するものであり、撮影時には、鏡胴を繰り出すことにより、レンズ８０５を手前に移動させる。なお、携帯時は、レンズ８０５を沈銅させてコンパクトにする。なお、本実施の形態においては、鏡胴を繰り出すことにより被写体をズーム撮影することができる構造としているが、この構造に限定されるものではなく、筺体８０７内での撮影光学系の構成により鏡胴を繰り出さずともズーム撮影が可能なデジタルカメラでもよい。ファインダ接眼窓８１１は、デジタルカメラの後面上部に設けられており、撮影する範囲やピントの位置を確認する際に接眼するために設けられた窓である。操作ボタン８１３は、デジタルカメラの後面に設けられた各種機能ボタンであり、セットアップボタン、メニューボタン、ディスプレイボタン、機能ボタン、選択ボタン等により構成されている。
【０２６５】
光電変換装置８１４を図３３（Ａ）及び図３３（Ｂ）に示すカメラに組み込むと、光電変換装置８１４が光の有無及び強さを感知することができ、これによりカメラの露出調整等を行うことができる。光電変換装置８１４は周囲の明るさを検知して、その情報がフィードバックされてモニタ８１２（またはバックライト装置の輝度）が調節される。
【０２６６】
また本発明の液晶表示装置はその他の電子機器、例えばプロジェクションテレビ、ナビゲーションシステム等に応用することが可能である。すなわち光を検出する必要のあるものであればいかなるものにも用いることが可能である。光を検出した結果をフィードバックすることで、消費電力を低減することが可能となる。
【０２６７】
なお、本実施の形態において、様々な図を用いて述べてきたが、各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の図で述べた内容（一部でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、これまでに述べた図において、各々の部分に関して、別の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０２６８】
同様に、本実施の形態の各々の図で述べた内容（一部でもよい）は、別の実施の形態の図で述べた内容（一部でもよい）対して、適用、組み合わせ、又は置き換えなどを自由に行うことができる。さらに、本実施の形態の図において、各々の部分に関して、別の実施の形態の部分を組み合わせることにより、さらに多くの図を構成させることができる。
【０２６９】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態で述べた内容（一部でもよい）を、具現化した場合の一例、少し変形した場合の一例、一部を変更した場合の一例、改良した場合の一例、詳細に述べた場合の一例、応用した場合の一例、関連がある部分についての一例などを示している。したがって、他の実施の形態で述べた内容は、本実施の形態への適用、組み合わせ、又は置き換えを自由に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０２７０】
【図１】本発明の光電変換装置を配置した液晶表示装置を示す図。
【図２】本発明の液晶表示装置のシステムブロック。
【図３】本発明の光電変換装置のタイミングチャート。
【図４】本発明の光電変換装置のタイミングチャート。
【図５】本発明の表示装置のシステムブロック。
【図６】本発明の光電変換装置を配置した液晶表示装置を示す図。
【図７】本発明の光電変換装置を配置した液晶表示装置を示す図。
【図８】本発明の光電変換装置を配置した液晶表示装置を示す図。
【図９】本発明の光電変換装置を配置した液晶表示装置を示す図。
【図１０】本発明の光電変換装置を配置した液晶表示装置を示す図。
【図１１】本発明の光電変換装置を配置した液晶表示装置を示す図。
【図１２】本発明の光電変換装置を配置した液晶表示装置を示す図。
【図１３】本発明の光電変換装置の断面図。
【図１４】本発明の光電変換装置の出力電流における照度依存性を示す図。
【図１５】本発明の光電変換装置の出力電流における照度依存性を示す図。
【図１６】本発明の光電変換装置の相対感度及び標準比視感度曲線を示す図。
【図１７】本発明の光電変換装置の作製工程を示す図。
【図１８】本発明の光電変換装置の作製工程を示す図。
【図１９】本発明の光電変換装置を示す図。
【図２０】本発明の光電変換装置の断面図。
【図２１】本発明の光電変換装置の作製工程を示す図。
【図２２】本発明の光電変換装置の作製工程を示す図。
【図２３】本発明の光電変換装置の作製工程を示す図。
【図２４】バイアス切り替え手段について説明する図。
【図２５】バイアス切り替え手段について説明する図。
【図２６】バイアス切り替え手段について説明する図。
【図２７】バイアス切り替え手段について説明する図。
【図２８】バイアス切り替え手段について説明する図。
【図２９】本発明の光電変換装置を実装した装置を示す図。
【図３０】本発明の光電変換装置を実装した装置を示す図。
【図３１】本発明の光電変換装置を実装した装置を示す図。
【図３２】本発明の光電変換装置を配置した表示装置を示す図。
【図３３】本発明の光電変換装置を実装した装置を示す図。
【図３４】本発明の光電変換装置を示す図。
【図１】
2008181109.tif 000003
【図２】
2008181109.tif 000004
【図３】
2008181109.tif 000005
【図４】
2008181109.tif 000006
【図５】
2008181109.tif 000007
【図６】
2008181109.tif 000008
【図７】
2008181109.tif 000009
【図８】
2008181109.tif 000010
【図９】
2008181109.tif 000011
【図１０】
2008181109.tif 000012
【図１１】
2008181109.tif 000013
【図１２】
2008181109.tif 000014
【図１３】
2008181109.tif 000015
【図１４】
2008181109.tif 000016
【図１５】
2008181109.tif 000017
【図１６】
2008181109.tif 000018
【図１７】
2008181109.tif 000019
【図１８】
2008181109.tif 000020
【図１９】
2008181109.tif 000021
【図２０】
2008181109.tif 000022
【図２１】
2008181109.tif 000023
【図２２】
2008181109.tif 000024
【図２３】
2008181109.tif 000025
【図２４】
2008181109.tif 000026
【図２５】
2008181109.tif 000027
【図２６】
2008181109.tif 000028
【図２７】
2008181109.tif 000029
【図２８】
2008181109.tif 000030
【図２９】
2008181109.tif 000031
【図３０】
2008181109.tif 000032
【図３１】
2008181109.tif 000033
【図３２】
2008181109.tif 000034
【図３３】
2008181109.tif 000035
【図３４】
2008181109.tif 000036