(57)【要約】【課題】例えば、タッチパネル機能を有する液晶装置において、指示手段を検出する光センサの感度を高める。【解決手段】反射膜９１は、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成された絶縁層４１が部分的に除去されることによって形成された凹部４１ａに形成されている。反射膜９１は、ＴＦＴアレイ基板１０上においてフォトダイオード２１２に重なるようにフォトダイオード２１２の下層側に形成されている。したがって、反射膜９１は、三次元的に見てフォトダイオード２１２及び反射膜９１間に入射した入射光、即ち表示面２０ｓに入射する外光、或いは表示面２０ｓを指示する指示手段によって反射された反射光をフォトダイオード２１２に向かって反射する。このような反射膜９１は、表示面２０ｓから入射した入射光のうちフォトダイオード２１２に照射されなかった光をフォトダイオード２１２に照射できる。反射膜９１によれば、液晶装置１の周囲の光が弱い場合、即ち外光の光量が低い場合であっても、フォトダイオード２１２による指示手段の検出感度を高めることが可能である。【選択図】図８
2008287061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
前記第１基板上において前記第１基板に対向するように配置された第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板間に挟持された液晶層と、
前記第１基板から見て、指示手段が指示する表示面の反対側に設けられた光源と、
前記第１基板上の表示領域を構成する複数の画素部の夫々の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成されており、互いに平面的に重ならないＰ型半導体領域、低抵抗領域及びＮ型半導体領域を有する受光素子と、
前記第１基板上において前記受光素子に重なるように前記受光素子の下層側に形成されており、前記表示領域に入射する入射光を反射する反射膜と
を備えたことを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記受光素子は、前記第１基板上に形成された下地膜上に形成されており、
前記反射膜は、前記下地膜を部分的に除去することによって形成された凹部の表面に沿って延びるように形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記凹部は、前記第１基板の基板面に交わる平面で前記凹部を切った断面上において前記第１基板上に向かって幅広となるテーパ形状を有していること
を特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記反射膜は、前記光源から出射された光源光が前記下層側から前記受光素子に照射されないように前記光源光を射光する遮光膜として兼用されていること
を特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の液晶装置。
【請求項５】
前記反射膜は、金属膜であること
を特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の液晶装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の液晶装置を具備してなること
を特徴とする電子機器。
【請求項７】
第１基板と、前記第１基板上において前記第１基板に対向するように配置された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板間に挟持された液晶層と、前記第１基板から見て、指示手段が指示する表示面の反対側に設けられた光源と、前記第１基板上の表示領域を構成する複数の画素部とを有する液晶装置を製造するための液晶装置の製造方法であって、
前記第１基板上において互いに平面的に重ならないＰ型半導体領域、低抵抗領域及びＮ型半導体領域を有する受光素子が形成されるべき素子領域に重なるように反射膜を形成する工程と、
前記反射膜の上層側に前記受光素子を形成する際に、前記表示領域における前記複数の画素部の夫々の開口領域を互いに隔てる非開口領域において、前記画素部をスイッチング制御する半導体素子を形成する工程と
を備えたことを特徴とする液晶装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、タッチパネル機能を有する液晶装置、及びそのような液晶装置を具備してなる電子機器の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の液晶装置では、複数の画素部毎に、或いは任意の個数の画素部を一群とする群毎に光センサを配置し、画素部を透過する透過光による画像表示、及び指示手段を介した当該液晶装置への情報の入力を可能にする、所謂タッチパネル機能を有する液晶装置が提案されている。このような液晶装置では、指或いは指示部材等の指示手段が液晶装置の表示面に触れたこと、或いは表示面上で動いたことが光センサ等の受光素子によって検出され、当該液晶装置への情報の入力が可能になっている。
【０００３】
この種の液晶装置では、光センサ等の光検出素子の上部、即ち光検出素子から見て表示面側にマイクロレンズ等の集光手段を配置することによって、光検出素子が指示手段を検出する検出感度を高める技術（例えば、特許文献１参照。）や、光検出素子及びバックライト間に遮光膜を設けることによってバックライトから光検出素子に向かって出射された光を遮光し、光検出素子の検出感度を高める技術（例えば、特許文献２参照。）が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０１２２１号公報
【特許文献２】特開２００５−１０６９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２に開示された技術によれば、液晶装置の周囲の光量が低い場合、即ち外光が弱く暗い場合には、表示面を指示する指示手段を特定するための光を検出することが困難となる。また、光検出素子に集光するためのマイクロレンズ等の集光手段を液晶装置に形成した場合には、液晶装置の製造プロセスを煩雑化させてしまい、製造コストの増大を招く。
【０００６】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、表示面を指示する指等の指示手段の検出感度が高められたタッチパネル機能を有する液晶装置、及びそのような液晶装置を具備してなる電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る液晶装置は上記課題を解決するために、第１基板と、前記第１基板上において前記第１基板に対向するように配置された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板間に挟持された液晶層と、前記第１基板から見て、指示手段が指示する表示面の反対側に設けられた光源と、前記第１基板上の表示領域を構成する複数の画素部の夫々の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成されており、互いに平面的に重ならないＰ型半導体領域、低抵抗領域及びＮ型半導体領域を有する受光素子と、前記第１基板上において前記受光素子に重なるように前記受光素子の下層側に形成されており、前記表示領域に入射する入射光を反射する反射膜とを備える。
【０００８】
本発明に係る液晶装置によれば、当該液晶装置の動作時には、例えば、第１基板上に形成された画素電極と、第２基板に形成された対向電極との間に挟持された液晶層の配向が制御されることによって光源光が変調され、当該変調光によって表示領域に所望の画像が表示される。
【０００９】
受光素子は、基板上の表示領域を構成する複数の画素部の夫々の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成されている。ここで、「開口領域」とは、第１基板上に設けられた不透明な膜或いは配線等によって規定されており、画像表示に寄与する光が透過可能な画素内の領域、あるいは外光を利用した反射モードでの表示領域をいう。逆に、画素内に形成された不透明な膜或いは配線によって光が透過しない領域、言い換えれば、画素内において表示に寄与しない領域は、「非開口領域」と呼ばれることになる。
【００１０】
反射膜は、第１基板上において受光素子に重なるように受光素子の下層側に形成されており、表示領域に入射する入射光を反射する。このような反射膜は、三次元的に見て受光素子及び反射膜間に入射した入射光を受光素子に向かって反射する。したがって、反射膜は、表示面から入射した入射光のうち受光素子に照射されなかった光を受光素子に照射できる。このような反射膜によれば、液晶装置の周囲の光が弱い場合、即ち外光の光量が低い場合であっても、受光素子による指示手段の検出感度を高めることが可能である。
【００１１】
よって、本発明に係る液晶装置によれば、表示面を指示する指示手段に遮られなかった外光、或いは指示手段によって反射された光が入射光として表示面に入射し、当該入射光を反射膜で反射することによって、受光素子に直接照射されなかった入射光を受光素子に照射することが可能であるため、例えば外光が弱い場合でも受光素子が指示手段を検出する検出感度を高めることが可能である。
【００１２】
本発明に係る液晶装置の一の態様では、前記受光素子は、前記第１基板上に形成された下地膜上に形成されており、前記反射膜は、前記下地膜を部分的に除去することによって形成された凹部の表面に沿って延びるように形成されていてもよい。
【００１３】
この態様によれば、下地膜が部分的に除去された凹部の形状に応じて、入射光に対する反射膜の角度を調整できる。したがって、下地膜を部分的に除去してなる凹部の形状を調節することによって入射光を受光素子に集光する反射膜の集光能力を高めることが可能である。
【００１４】
本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記凹部は、前記第１基板の基板面に交わる平面で前記凹部を切った断面上において前記第１基板上に向かって幅広となるテーパ形状を有していてもよい。
【００１５】
この態様によれば、断面上においてテーパ形状を有する反射膜の表面によって受光素子に効率良く入射光を集光できる。
【００１６】
本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記反射膜は、前記光源から出射された光源光が前記下層側から前記受光素子に照射されないように前記光源光を射光する遮光膜として兼用されていてもよい。
【００１７】
この態様によれば、光源光が受光素子に照射されないことから、表示面に所望の画像を表示している状態で、受光素子は指示手段を確実に検出できる。より具体的には、光源光が受光素子に照射されないため、光源光が直接受光素子に照射されることによって発生するノイズを低減できるからである。
【００１８】
本発明に係る液晶装置の他の態様では、前記反射膜は、金属膜であってもよい。
【００１９】
この態様によれば、他の材料を用いて反射膜を形成する場合に比べて、反射膜が入射光を反射する反射率を高く設定でき、反射膜による受光素子への集光能力を高めることが可能である。
【００２０】
本発明に係る電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の液晶装置を具備してなる。
【００２１】
本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明に係る液晶装置を具備してなるので、高品位の表示が可能な、投射型表示装置、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明に係る電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することが可能である。
【００２２】
本発明に係る液晶装置の製造方法は上記課題を解決するために、第１基板と、前記第１基板上において前記第１基板に対向するように配置された第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板間に挟持された液晶層と、前記第１基板から見て、指示手段が指示する表示面の反対側に設けられた光源と、前記第１基板上の表示領域を構成する複数の画素部とを有する液晶装置を製造するための液晶装置の製造方法であって、前記第１基板上において互いに平面的に重ならないＰ型半導体領域、低抵抗領域及びＮ型半導体領域を有する受光素子が形成されるべき素子領域に重なるように反射膜を形成する工程と、前記反射膜の上層側に前記受光素子を形成する際に、前記表示領域における前記複数の画素部の夫々の開口領域を互いに隔てる非開口領域において、前記画素部をスイッチング制御する半導体素子を形成する工程とを備える。
【００２３】
本発明に係る液晶装置の製造方法によれば、上述した液晶装置を製造可能であると共に、受光素子及び半導体素子を共通の工程によって形成できるため、受光素子及び半導体素子を別々の工程によって形成する場合に比べて液晶装置の製造プロセスを簡便化できる。
【００２４】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る液晶装置及び電子機器の各実施形態を説明する。
【００２６】
＜１：液晶装置＞
＜１−１：液晶装置の全体構成＞
先ず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態に係る液晶装置１の全体構成を説明する。図１は、ＴＦＴアレイ基板をその上に形成された各構成要素と共に対向基板の側から見た液晶装置１の平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ´断面図である。本実施形態に係る液晶装置１は、駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式で駆動される。
【００２７】
図１及び図２において、液晶装置１では、本発明の「第１基板」の一例であるＴＦＴアレイ基板１０と、本発明の「第２基板」の一例である対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０は、複数の画素部が設けられる表示領域たる画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。
【００２８】
シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。
【００２９】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。尚、画像表示領域１０ａの周辺に位置する周辺領域が存在する。言い換えれば、本実施形態においては特に、ＴＦＴアレイ基板１０の中心から見て、この額縁遮光膜５３より以遠が周辺領域として規定されている。
【００３０】
周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。
【００３１】
ＴＦＴアレイ基板１０上の周辺領域には、後述する光センサを含むセンサ部を制御するためのセンサ制御回路部２０１が形成されている。外部回路接続端子１０２は、外部回路及び液晶装置１を電気的に接続する接続手段の一例であるフレキシブル基板２００に設けられた接続端子に接続されている。液晶装置１が有するバックライトは、ＦＰＣ２００に搭載されたＩＣ回路等から構成されるバックライト制御回路２０２によって制御される。尚、センサ制御回路部２０１及びバックライト制御回路２０２の夫々は、液晶装置１に内蔵されていてもよいし、液晶装置１の外部に形成されていてもよい。
【００３２】
対向基板２０の４つのコーナー部には、両基板間の上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらのコーナー部に対向する領域において上下導通端子が設けられている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。
【００３３】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に配向膜が形成されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で、所定の配向状態をとる。液晶装置１によって表示される画像は、対向基板２０の両面のうち液晶層５０に面しない側の表示面２０ｓに表示される。尚、本実施形態では、説明の便宜上、偏光板及びカラーフィルタの図示を省略しているが、対向基板２０上に偏光板及びカラーフィルタが配置されている場合には、図中において、液晶装置１の最上面が表示面になる。
【００３４】
液晶装置１は、図中ＴＦＴアレイ基板１０の下側に配置されたバックライト２０６を備えている。バックライト２０６は、本発明の「光源」の一例であり、表示面２０ｓの裏面側に配置されている。バックライト２０６は、発光ダイオードの一例である点状光源の半導体発光素子が平面的に配列されることによって構成されている。バックライト２０６は、有機ＥＬ素子等の発光ダイオードを含んで構成されていてもよい。また、導光体により側面に配置された光源からの光を面状に発光させるサイドライト方式のバックライトが用いられてもよい。
【００３５】
尚、図１及び図２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
【００３６】
＜１−２：液晶装置の回路構成＞
次に、図３及び図４を参照しながら、液晶装置１の回路構成を説明する。図３は、液晶装置１の主要な回路構成を示したブロック図であり、図４は、センサ制御回路部２０１の詳細な回路構成を示したブロック図である。
【００３７】
図３において、液晶装置１は、センサ制御回路部２０１、バックライト制御回路部２０２、表示制御回路部２０３、センサ部２０４、表示部２０５、及びバックライト２０６を備えて構成されている。
【００３８】
表示部２０５は、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに形成された複数の画素部から構成されている。表示制御回路部２０３は、走査線駆動回路１０４及びデータ線駆動回路１０１を備えて構成されており、外部回路部２０７から供給される画像信号を含む各種信号に応じた画像を表示部２０５が表示可能なように表示部２０５の動作を制御する。センサ部２０４は、表示部２０５と共に、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに形成されている。
【００３９】
センサ制御回路部２０１は、センサ部２０４の動作を制御すると共に、バックライト２０６から出射される光源光の光強度を変更するための信号をバックライト制御回路部２０２に供給する。
【００４０】
ここで、図４を参照しながら、センサ制御回路部２０１の詳細な構成を説明する。図４に示すように、センサ制御回路部２０１は、画像処理回路部２０１ａ、及びメモリ２０１ｂを備えて構成されている。画像処理回路部２０１ａは、表示面２０ｓを指示する指等の指示手段が検出される際に、当該指示手段が撮像された画像のデータを処理する。メモリ２０１ｂは、画像処理回路部２０１ａから供給されたデータを記憶する。画像処理回路部２０１ａは、メモリ２０１ｂに記憶されたデータを適時読み出し、指示手段の位置を特定する際に利用する。
【００４１】
再び、図３において、バックライト制御回路部２０２は、外部回路部２０７及びセンサ制御回路部２０１の夫々から供給された信号に基づいてバックライト２０６の動作を制御する。バックライト２０６は、外部回路部２０７からバックライト制御回路部２０２を介して供給される画像信号に応じた画像を表示面に表示するための表示光を出射する。尚、このような表示光が指示手段によって反射された反射光は、指示手段によって遮られなかった外光と共に、センサ部２０４によって検出され、指示手段を検出する際に利用される。
【００４２】
＜１−３：画素部の構成＞
次に、図５乃至図９を参照しながら、液晶装置１の画素部の構成を詳細に説明する。図５は、液晶装置１の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路であり、図６は、画素部と共にセンサ部２０４の等価回路を示した等価回路である。図７は、ＴＦＴアレイ基板上に形成された画素部の平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ´断面図である。図９は、図７のＩＸ−ＩＸ´断面図である。尚、図７乃至図９においては、各層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。また、図８及び図９では、画素電極９ａより下層側の構造を詳細に図示している。
【００４３】
図５において、液晶装置１の画像表示領域１０ａを構成するマトリクス状に形成された複数の画素部７２の夫々は、赤色を表示するサブ画素部７２Ｒ、緑色を表示するサブ画素部７２Ｇ、及び青色を表示するサブ画素部７２Ｂを含んで構成されている。したがって、液晶装置１は、カラー画像を表示可能な表示装置である。
【００４４】
サブ画素部７２Ｒ、７２Ｇ及び７２Ｂの夫々は、画素電極９ａ、ＴＦＴ３０、及び液晶素子５０ａを備えている。ＴＦＴ３０は、画素電極９ａに電気的に接続されており、液晶装置１の動作時に画素電極９ａをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線６ａは、ＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線６ａに書き込む画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
【００４５】
ＴＦＴ３０のゲートに走査線３ａが電気的に接続されており、液晶装置１は、所定のタイミングで、走査線３ａにパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるＴＦＴ３０を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極９ａを介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。
【００４６】
液晶層５０に含まれる液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各サブ画素部の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各サブ画素部の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として液晶装置１からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。蓄積容量７０は、画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極９ａと対向電極との間に形成される液晶素子５０ａと並列に付加されている。
【００４７】
図６において、センサ部２０４は、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａにおいて画素部７２毎に形成されており、ＴＦＴ２２０及びフォトダイオード２１２を備えて構成されている。
【００４８】
ＴＦＴ２２０のゲートは、プリチャージ線３０１に電気的に接続されており、そのソース及びドレインの夫々は、センサ出力線３０４、及び接地された配線３０５の夫々に電気的に接続されている。
【００４９】
ＴＦＴ２２０は、センサ制御回路部２０１からセンサプリチャージ線３０１を介して供給されたプリチャージ制御信号に応じてオンオフが切り換えられる。ＴＦＴ２２０がオフ状態からオン状態に切り換えられた際に、フォトダイオード２１２に生じた光電流に応じた出力信号がセンサ出力線３０４に出力される。
【００５０】
次に、図７乃至図９を参照しながら、画素部の具体的な構成を説明する。尚、図７では、一の画素部を構成する３つのサブ画素部の一つと、該一の画素部に設けられたフォトダイオードとを図示してある。
【００５１】
図７において、ＴＦＴ３０は、ポリシリコン層等の半導体層１ａを含んで構成されており、そのソースはコンタクトホール８１を介してデータ線６ａに電気的に接続されている。走査線３ａの一部は、半導体層１ａに重なるように延びており、ＴＦＴ３０のゲート電極３ａ１を構成する。ＴＦＴ３０のドレインは、コンタクトホール８２を介して中継層９０に電気的に接続されている。中継層９０は、不図示の中継配線を介して画素電極９ａに電気的に接続されている。画素電極９ａは、ＴＦＴ３０のオンオフに応じて供給される画像信号に応じて駆動される。容量配線３００は、蓄積容量７０が有する一対の電極の一方であり、蓄積容量７０が有する誘電体層の一部として機能する半導体層１ａの一部と重なっている。
【００５２】
フォトダイオード２１２は、本発明の「受光素子」の一例である。フォトダイオード２１２は、互いに平面的に重ならないＰ型半導体領域、低抵抗領域及びＮ型半導体領域を有する横型ＰＩＮダイオード等の汎用の半導体素子であり、液晶装置１の他の構成要素と共にＴＦＴアレイ基板１０上に形成されている。配線３０４及び３０５の夫々は、コンタクトホール８３及び８４の夫々を介してフォトダイオード２１２に電気的に接続されている。フォトダイオード２１２に照射された光に応じてフォトダイオード２１２に発生する光電流は、ＴＦＴ２２０を介してセンサ出力線３０４に読み出される。
【００５３】
フォトダイオード２１２は、画像表示領域１０ａを構成する複数の画素部の夫々の開口領域を互いに隔てる非開口領域に形成されている。より具体的には、フォトダイオード２１２は、ＴＦＴアレイ基板１０上において、配線３０４及び３０５等の不透明な配線部、及び後述する反射膜９１が形成されている領域、即ちバックライト２０６から出射された光源光が実質的に透過しない非開口領域に形成されている。このような非開口領域は、光源光を実質的に透過させることが可能な各画素部の開口領域を互いに隔てている。
【００５４】
図８及び図９において、液晶装置１は、ＴＦＴアレイ基板１０上において順次形成された複数の絶縁層４１、４２、４３、４４、４５及び４６、反射膜９１、フォトダイオード２１２、ＴＦＴ３０、並びに画素電極９ａを備えている。
【００５５】
フォトダイオード２１２が有する半導体層２１２ａは、Ｐ型半導体領域２１２ｐ、低抵抗領域２１２ｉ、及びＮ型半導体領域２１２ｎから構成されている。したがって、フォトダイオード２１２は、ＴＦＴアレイ基板１０の基板面に沿って順次Ｐ型半導体領域２１２ｐ、低抵抗領域２１２ｉ、及びＮ型半導体領域２１２ｎが形成された横型ＰＩＮダイオードである。
【００５６】
ＴＦＴ３０が有する半導体層１ａは、ポリシリコン層に不純物がドープされたＮ型不純物領域１ｄ、ＬＤＤ領域１ｂ、チャネル領域１ａ´、ＬＤＤ領域１ｃ、及びＮ型不純物領域１ｅから構成されている。
【００５７】
絶縁層４１は、本発明の「下地膜」の一例であり、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成されている。反射膜９１は、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成された絶縁層４１が部分的に除去されることによって形成された凹部９２に形成されている。図７乃至図９に示すように、反射膜９１は、ＴＦＴアレイ基板１０上においてフォトダイオード２１２に重なるようにフォトダイオード２１２の下層側に形成されている。したがって、反射膜９１は、三次元的に見てフォトダイオード２１２及び反射膜９１間に入射した入射光、即ち表示面２０ｓに入射する外光、或いは表示面２０ｓを指示する指示手段によって反射された反射光をフォトダイオード２１２に向かって反射する。
【００５８】
このような反射膜９１は、表示面２０ｓから入射した入射光のうちフォトダイオード２１２に照射されなかった光をフォトダイオード２１２に照射できる。反射膜９１によれば、液晶装置１の周囲の光が弱い場合、即ち外光の光量が低い場合であっても、フォトダイオード２１２による指示手段の検出感度を高めることが可能である。
【００５９】
加えて、液晶装置１においては、反射膜９１は、絶縁層４１を部分的に除去することによって形成された凹部９２の表面に沿って延びるように形成されていてもよい。したがって、ＴＦＴアレイ基板１０の基板面に交わる面で液晶装置１を切った断面において、絶縁層４１が部分的に除去された凹部９２の形状に応じて、入射光に対する反射膜９１の表面の角度を調整できる。したがって、凹部９２の形状を調節することによって入射光をフォトダイオード２１２に集光する反射膜９１の集光能力を高めることが可能である。
【００６０】
特に、本実施形態では、凹部９２の断面形状は、ＴＦＴアレイ基板１０の基板面に交わる平面で凹部９２を切った断面上においてＴＦＴアレイ基板１０上に向かって幅広となるテーパ形状を有している。反射膜９１の表面のうち凹部９２の傾斜面に沿って延びる側面９１ａは、ＴＦＴアレイ基板１０の基板面に対して斜めに傾斜しており、図８及び図９中の上側から反射膜９１に入射する入射光をフォトダイオード２１２に向かって集光できる。したがって、反射膜９１によれば、フォトダイオード２１２に効率良く入射光を集光でき、フォトダイオード２１２が指示手段を検出する検出感度を高めることが可能である。
【００６１】
加えて、反射膜９１は、図中、ＴＦＴアレイ基板１０の下側に配置されたバックライト２０６から出射された光源光がフォトダイオード２１２に照射されないように光源光を遮光する遮光膜として兼用されている。したがって、反射膜９１によれば、光源光がフォトダイオード２１２に照射されないことから、表示面２０ｓに所望の画像を表示している状態で、フォトダイオード２１２は指示手段を確実に検出できる。より具体的には、光源光がフォトダイオード２１２に照射されないため、光源光が直接フォトダイオード２１２に照射されることによって発生するノイズを低減できるため、センサ部２０４が指示手段を検出する検出感度を高めることが可能である。
【００６２】
尚、反射膜９１は、単層の金属膜、或いは、最上層に金属膜が形成された多層膜構造から構成されており、他の膜材料或いは他の多層構造から構成されている場合に比べて光の反射率が高められており、効果的に入射光をフォトダイオード２１２に集光できる。
【００６３】
よって、液晶装置１によれば、表示面２０ｓを指示する指示手段によって遮られなかった外光、或いは指示手段によって反射された光が入射光として表示面２０ｓに入射し、当該入射光を反射膜９１で反射することによって、フォトダイオード２１２に直接照射されなかった入射光をフォトダイオード２１２に照射することが可能であり、例えば外光が弱い場合でもフォトダイオード２１２が指示手段を検出する検出感度を高めることが可能である。
【００６４】
＜２：液晶装置の製造方法＞
次に、図１０乃至図１３を参照しながら、液晶装置１の製造方法を説明する。図１０及び図１１は、図８に対応する断面における主要な製造工程を順に示した工程断面図であり、図１２及び図１３は、図９に対応する断面において、図１０及び図１１に示した各工程に対応する工程を順に示した工程断面図である。
【００６５】
図１０（ａ）及び図１２（ａ）に示すように、絶縁層４１を汎用のエッチング法を用いて凹部９２を形成した後、反射膜９１を形成する。反射膜９１は、後述する工程によって反射膜９１上に形成されるべきフォトダイオード２１２が形成される素子領域に平面的に見て重なるように形成される。
【００６６】
尚、絶縁層４１を部分的に除去する条件を便宜変更することによって、所望の傾斜面を有する凹部９２を形成可能である。次に、図１０（ｂ）及び図１２（ｂ）に示すように、絶縁層４２を形成した後、ＴＦＴ３０を形成する工程と共通の工程を利用して同時にフォトダイオード２１２を形成する。したがって、本実施形態に係る液晶装置の製造方法によれば、ＴＦＴ３０及びフォトダイオード２１２を別々の工程によって形成する場合に比べて、液晶装置１の製造プロセスを簡略化できる。ＴＦＴ３０及びフォトダイオード２１２上には絶縁層４３及び４４が順次形成される。絶縁層４３は、ゲート電極３ａ１を形成する前に形成されており、ＴＦＴ３０のゲート絶縁膜となる。
【００６７】
次に、図１１（ｃ）及び図１３（ｃ）に示すように、レジスト層６０を形成し、半導体層１ａ及び２１２ａまで貫通するように穴部８１ａ、８２ａ、８３ａ及び８４ａを形成する。次に、図１１（ｄ）及び図１３（ｄ）に示すように、これら穴部８１ａ、８２ａ、８３ａ及び８４ａ内に導電膜を形成することによってコンタクトホール８１、８２、８３及び８４を形成する。その後、順に絶縁層４５及び４６、並びにＴＦＴ３０に電気的に接続される画素電極９ａを形成し、画素電極９ａの上層部分を構成する各要素を形成し、図８及び図９に示した液晶装置１が形成される。
【００６８】
＜３：電子機器＞
次に、図１４及び図１５を参照しながら、上述した液晶装置を具備してなる電子機器の実施形態を説明する。
【００６９】
図１４は、上述した液晶装置が適用されたモバイル型のパーソナルコンピュータの斜視図である。図１４において、コンピュータ１２００は、キーボード１２０２を備えた本体部１２０４と、上述した液晶装置を含んでなる液晶表示ユニット１２０６とから構成されている。液晶表示ユニット１２０６は、液晶パネル１００５の背面にバックライトを付加することにより構成されており、外光の光強度が変化しても確実に情報を入力できるタッチパネル機能を有している。
【００７０】
次に、上述した液晶装置を携帯電話に適用した例について説明する。図１５は、本実施形態の電子機器の一例である携帯電話の斜視図である。図１５において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２とともに、反射型の表示形式を採用し、且つ上述した液晶装置と同様の構成を有する液晶装置１００５を備えている。携帯電話１３００によれば、指等の指示手段によって表示面を介して正確に情報を入力可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本実施形態に係る液晶装置の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ´断面図である。
【図３】本実施形態に係る液晶装置の主要な回路構成を示したブロック図である。
【図４】センサ制御回路部の詳細な回路構成を示したブロック図である。
【図５】本実施形態に係る液晶装置の画像表示領域における等価回路である。
【図６】画素部と共にセンサ部の等価回路を示した等価回路である。
【図７】画素部を構成するサブ画素部の平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ´断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ´断面図である。
【図１０】本実施形態に係る液晶装置の製造方法の主要な工程を示した工程断面図（その１）である。
【図１１】本実施形態に係る液晶装置の製造方法の主要な工程を示した工程断面図（その２）である。
【図１２】本実施形態に係る液晶装置の製造方法の主要な工程を示した工程断面図（その３）である。
【図１３】本実施形態に係る液晶装置の製造方法の主要な工程を示した工程断面図（その４）である。
【図１４】本実施形態に係る電子機器の一例を示した斜視図である。
【図１５】本実施形態に係る電子機器の他の例を示した斜視図である。
【符号の説明】
【００７２】
１・・・液晶装置、１０・・・ＴＦＴアレイ基板、２０・・・対向基板、５０・・・液晶層、７２・・・画素部、９１・・・反射膜２０３・・・表示制御回路部、２０４・・・センサ部、２０６・・・バックライト、２１２・・・フォトダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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