(57)【要約】【課題】装置全体の厚さを大きくすることなく、光センサの機能が付加された電気光学装置を提供する。【解決手段】電気光学装置は、表示パネルと、照明装置より構成される。前記表示パネルは、一対の基板、及び、前記一対の基板の間に挟持されてなる電気光学物質を有し、複数のサブ画素が設けられている。照明装置は、表示パネルを、光源より出射された光を透過させることにより照明する。光が入射すると電流が発生する半導体素子が、一対の基板のうち、一方の基板に形成される。この半導体素子は、光センサとして機能するものである。光源制御手段は、電流の大きさを基に前記光源の輝度を制御する。このように、半導体素子を表示パネルに形成して光センサとすることで、装置全体を大きくせずに済む。【選択図】図３
2007212712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板、及び、前記一対の基板の間に挟持されてなる電気光学物質を有し、複数のサブ画素が設けられた表示パネルと、
光源を有し、前記表示パネルを、前記光源より出射された光を透過させることにより照明する照明装置と、
前記一対の基板のうち、一方の基板に形成され、光が入射すると電流が発生する半導体素子と、
前記電流の大きさを基に前記光源の輝度を制御する光源制御手段と、を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記半導体素子は、前記サブ画素を駆動するためのスイッチング素子が形成されている面と同じ面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置
【請求項３】
前記半導体素子は、ＰＩＮダイオードであり、前記スイッチング素子は、ポリシリコンＴＦＴであることを特徴とする請求項２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記半導体素子は、前記表示パネルの有効表示領域の外側の額縁領域に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記一対の基板のうち、他方の基板には、前記複数のサブ画素に対応して配置されてなる複数の色の着色層からなる複数の色の着色領域と、前記半導体素子に対向して、前記光源より出射される光の色に対応する色の着色層たるダミー着色層、光を反射する反射層が順に形成され、
前記ダミー着色層は、前記着色層と同じ色材で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記一対の基板のうち、他方の基板には、光を反射する反射層が形成され、
前記照明装置は、複数の色の光を出射する複数の光源を有し、任意の時刻では、前記複数の色の光のうち、常に１色の光のみを出射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記表示パネルは、前記一対の基板のうち、他方の基板に前記複数のサブ画素に対応して配置され、赤系の第１着色層、青系の第２着色層、青から黄までの色相の中で任意に選択された第３及び第４の２種類の色の着色層からなる４色の着色領域を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
前記表示パネルは、前記一対の基板のうち、他方の基板に前記複数のサブ画素に対応して配置され、着色領域を透過した光の波長のピークが、４１５−５００ｎｍにある第１着色領域と、６００ｎｍ以上にある第２着色領域と、４８５−５３５ｎｍにある第３着色領域と、５００−５９０ｎｍにある第４着色領域と、からなる４色の着色領域を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種情報の表示に用いて好適な電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置においては、透過表示を行うために液晶表示パネルの背面側に照明装置が設けられる。赤、緑、青の各色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を光源に有する照明装置は、それぞれのＬＥＤから出射された光を混光することにより白色光を生成し、生成された白色光を液晶表示パネルの背面側に照射する。液晶表示装置は、照明装置より照射された白色光を、液晶表示パネルの基板上に積層されている赤、緑、青のそれぞれの波長の光を透過するカラーフィルタに透過させることにより、カラー表示を実現している。しかし、各色のＬＥＤは、温度変化や経時変化により、輝度特性が大きく変わる性質があるため、混光された白色光の色も変化してしまうという問題があった。
【０００３】
下記の特許文献１には、ＲＧＢの各色のＬＥＤからなる光源と、光センサと、当該光センサからの検出値に基づいて、当該光源からの出射される光の量を調整する制御手段を備えた面状光源装置及び表示装置が記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−７１７０２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に記載の面状光源装置及び表示装置では、光センサを独立したモジュールとして付加するものであるため、光センサを付加した分、装置全体の大きさが大きくなる。また、このような装置を製造する際に、装置自体の製造工程の他に光センサを付加するための製造工程が別途必要になる。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電気光学装置において、装置全体の大きさを大きくすることなく、また、製造工程を増やすことなく、光センサの機能を付加することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの観点では、電気光学装置は、一対の基板、及び、前記一対の基板の間に挟持されてなる電気光学物質を有し、複数のサブ画素が設けられた表示パネルと、光源を有し、前記表示パネルを、前記光源より出射された光を透過させることにより照明する照明装置と、前記一対の基板のうち、一方の基板に形成され、光が入射すると電流が発生する半導体素子と、前記電流の大きさを基に前記光源の輝度を制御する光源制御手段と、を備える。
【０００８】
上記の電気光学装置は、例えば、液晶表示装置であり、表示パネルと、照明装置より構成される。前記表示パネルは、例えば液晶表示パネルであり、一対の基板、及び、前記一対の基板の間に挟持されてなる電気光学物質を有し、複数のサブ画素が設けられている。前記照明装置は、前記表示パネルを、前記光源より出射された光を透過させることにより照明する。光が入射すると電流が発生する半導体素子が、前記一対の基板のうち、一方の基板に形成される。半導体素子としては、例えば、ＰＩＮ（p-intrinsic-n Diode）ダイオードが挙げられる。つまり、この半導体素子は、光センサとして機能するものである。光源制御手段は、前記電流の大きさを基に前記光源の輝度を制御する。このように、半導体素子を表示パネルに形成して光センサとすることで、独立したモジュールとして作製された光センサを付加するよりも、光センサの大きさを小さくすることができると共にその配置の自由度を高めることができるので、装置全体を大きくせずに済む。
【０００９】
上記の電気光学装置の一態様は、前記半導体素子は、前記サブ画素を駆動するためのスイッチング素子が形成されている面と同じ面に形成されている。これにより、スイッチング素子を形成する過程において、前記半導体素子、即ち光センサを同時に形成することができる。これにより、光センサを形成又は設置するための新たな工程を設ける必要はなくなり、製造コストを削減することができる。
【００１０】
上記の電気光学装置の好適な実施例は、前記半導体素子は、ＰＩＮダイオードであり、前記スイッチング素子は、ポリシリコンＴＦＴである。
【００１１】
上記の電気光学装置の他の一態様は、前記半導体素子は、前記表示パネルの有効表示領域の外側の額縁領域に形成されている。これにより、表示画像への影響を及ぼさずに済む。
【００１２】
上記の電気光学装置の他の一態様は、前記一対の基板のうち、他方の基板には、前記複数のサブ画素に対応して配置されてなる複数の色の着色層からなる複数の色の着色領域と、前記半導体素子に対向して、前記光源より出射される光の色に対応する色の着色層たるダミー着色層、光を反射する反射層が順に形成され、前記ダミー着色層は、前記着色層と同じ色材で形成されている。これにより、観測者が見る表示パネルを透過した光の輝度と同じ大きさの輝度を有する光を検知することができる。
【００１３】
上記の電気光学装置の他の一態様は、前記一対の基板のうち、他方の基板には、光を反射する反射層が形成され、前記照明装置は、複数の色の光を出射する複数の光源を有し、任意の時刻では、前記複数の色の光のうち、常に１色の光のみを出射する。これにより、最低でも１つの光センサ、即ち１つの半導体発光素子で、ＲＧＢの各色の光の輝度を検知することができる。
【００１４】
上記の電気光学装置の好適な実施例は、前記表示パネルは、前記一対の基板のうち、他方の基板に前記複数のサブ画素に対応して配置され、赤系の第１着色層、青系の第２着色層、青から黄までの色相の中で任意に選択された第３及び第４の２種類の色の着色層からなる４色の着色領域を有する。
【００１５】
上記の電気光学装置の好適な実施例は、前記表示パネルは、前記一対の基板のうち、他方の基板に前記複数のサブ画素に対応して配置され、着色領域を透過した光の波長のピークが、４１５−５００ｎｍにある第１着色領域と、６００ｎｍ以上にある第２着色領域と、４８５−５３５ｎｍにある第３着色領域と、５００−５９０ｎｍにある第４着色領域と、からなる４色の着色領域を有する。
【００１６】
本発明の更なる他の観点では、上記の電気光学装置を表示部に備えることを特徴とする電子機器を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
まず、図１及び図２を参照して、第１実施形態に係る液晶表示装置１００の構成等について説明する。
【００１９】
図１は、第１実施形態に係る液晶表示装置１００の概略構成を模式的に示す平面図である。図１では、紙面手前側（観察側）にカラーフィルタ基板９２が、また、紙面奥側に素子基板９１が夫々配置されている。なお、図１では、紙面縦方向（列方向）をＹ方向と、また、紙面横方向（行方向）をＸ方向と規定する。また、図１において、Ｒ（赤）、Ｇ１（緑１）、Ｂ（青）、Ｇ２（緑２）に対応する各領域は１つのサブ画素ＳＧを示していると共に、Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２に対応する１行４列のサブ画素ＳＧは、１つの表示画素ＡＧを示している。ここで、Ｇ１（緑１）、Ｇ２（緑２）は、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相である。第１実施形態では、一例として、Ｇ１（緑１）は、一般的にＧで示される純粋な緑を示し、Ｇ２(緑２）は、黄緑を示すこととする。
【００２０】
図２は、液晶表示装置１００における切断線Ａ−Ａ´に沿った１つの表示画素ＡＧの拡大断面図である。図２に示すように、液晶表示装置１００は、照明装置１０と、液晶表示パネル３０と、拡散シート１４と、プリズムシート１５と、反射シート１６より構成される。液晶表示パネル３０は、素子基板９１と、その素子基板９１に対向して配置されるカラーフィルタ基板９２とが枠状のシール材５を介して貼り合わされ、そのシール材５の内側に液晶が封入されて液晶層４が形成されてなる。液晶層４に用いられる液晶は、例えばＴＮ（Twisted Nematic）型液晶である。液晶表示パネル３０の素子基板９１の外面上には、照明装置１０が備えられている。
【００２１】
第１実施形態に係る液晶表示装置１００は、Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の４色を用いて構成されるカラー表示用の液晶表示装置であると共に、スイッチング素子として低温型のポリシリコンＴＦＴを用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置である。
【００２２】
素子基板９１の平面構成について説明する。素子基板９１の内面上には、主として、複数のソース線３２、複数のゲート線３３、複数のポリシリコンＴＦＴ３７、複数の画素電極３４、ドライバＩＣ４０、外部接続用配線３５及びＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）４１などが形成若しくは実装されている。
【００２３】
図１に示すように、素子基板９１は、カラーフィルタ基板９２の一辺側から外側へ張り出してなる張り出し領域３１を有しており、その張り出し領域３１上には、ドライバＩＣ４０が実装されている。ドライバＩＣ４０の入力側の端子（図示略）は、複数の外部接続用配線３５の一端側と電気的に接続されていると共に、複数の外部接続用配線３５の他端側はＦＰＣ４１と電気的に接続されている。各ソース線３２は、Ｙ方向に延在するように且つＸ方向に適宜の間隔をおいて形成されており、各ソース線３２の一端側は、ドライバＩＣ４０の出力側の端子（図示略）に電気的に接続されている。
【００２４】
各ゲート線３３は、Ｙ方向に延在するように形成された第１配線３３ａと、その第１配線３３ａの終端部からＸ方向に延在するように形成された第２配線３３ｂとを備えている。各ゲート線３３の第２配線３３ｂは、各ソース線３２と交差する方向、即ちＸ方向に延在するように且つＹ方向に適宜の間隔をおいて形成されており、各ゲート線３３の第１配線３３ａの一端側は、ドライバＩＣ４０の出力側の端子（図示略）に電気的に接続されている。各ソース線３２と各ゲート線３３の第２配線３３ｂの交差に対応する位置にはポリシリコンＴＦＴ３７が設けられており、各ポリシリコンＴＦＴ３７は各ソース線３２、各ゲート線３３及び各画素電極３４等に電気的に接続されている。各ポリシリコンＴＦＴ３７は、ガラスなどの基板１上の各サブ画素ＳＧに対応する位置に設けられている。基板１上には、主に層間膜６６が積層されている。層間膜は、後に詳しく述べる第１層間膜及び第２層間膜より構成される。各画素電極３４は、例えばＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）などの透明導電材料により形成されており、層間膜６６上の各サブ画素ＳＧに対応する位置に設けられる。各画素電極３４は、層間膜６６に設けられたコンタクトホールを介してソース線３２及び各ポリシリコンＴＦＴ３７と電気的に接続されている。
【００２５】
１つの表示画素ＡＧがＸ方向及びＹ方向に複数個、マトリクス状に並べられた領域が有効表示領域Ｖ（２点鎖線により囲まれる領域）である。この有効表示領域Ｖに、文字、数字、図形等の画像が表示される。
【００２６】
有効表示領域Ｖの外側の領域は、表示に寄与しない額縁領域３８となっている。後に詳しく述べるが、額縁領域３８には、照明装置１０から出射された光を検知するための領域として複数の検知領域ＳＧａが設けられ、各検知領域ＳＧａには光センサ６０が配置されている。光センサ６０は、具体的には、ＰＩＮ（p-intrinsic-n Diode）ダイオードなどの半導体素子である。光センサ６０は、配線３２ａを介して光検知回路５２と電気的に接続されている。光検知回路５２は、光センサ６０で発生した電流を検知することで当該光センサ６０に入射した光を検知する。
【００２７】
次に、カラーフィルタ基板９２の平面構成について説明する。図２に示すように、カラーフィルタ基板９２は、ガラスなどの基板２上に、遮光層（一般に「ブラックマトリクス」と呼ばれ、以下では、単に「ＢＭ」と略記する）、Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の４色の着色層６Ｒ、６Ｇ１、６Ｂ、６Ｇ２及び共通電極８などを有する。ＢＭは、各色のサブ画素ＳＧを区画する位置に形成されている。なお、以下の説明もしくは図面において、Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の色を特定することなく構成要素を示す場合には、単に「着色層６」のように記し、Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の色を区別して構成要素を示す場合には、例えば「着色層６Ｒ」のように記すこととする。Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の各色のサブ画素ＳＧは、Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の着色層６Ｒ、６Ｇ１、６Ｂ、６Ｇ２の夫々を有している。このＲ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の着色層６Ｒ、６Ｇ１、６Ｂ、６Ｇ２が、夫々の色のカラーフィルタとして機能する。共通電極８は、画素電極と同様にＩＴＯなどの透明導電材料からなり、カラーフィルタ基板９２の略一面に亘って形成されている。共通電極８は、シール材５の隅の領域Ｅ１において配線３６の一端側と電気的に接続されていると共に、当該配線３６の他端側は、ドライバＩＣ４０のＣＯＭに対応する出力端子と電気的に接続されている。
【００２８】
次に、照明装置１０について説明する。照明装置１０は、導光板１１と光源部１２より構成される。光源部１２は、導光板１１の端面１１ｃに対し光Ｌを出射する。光源部１２は、後に詳しく述べるが、光源としてＲＧＢの各色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）１３を有する。
【００２９】
光源部１２より出射した光Ｌは、導光板１１の端面（以下、「入光端面」と称す）１１ｃより導光板１１内へ入り、導光板１１の出射面１１ａ、反射面１１ｂで反射を繰り返すことにより方向を変える。光Ｌは、導光板１１の出射面１１ａと光Ｌのなす角が臨界角を超えると、導光板１１の出射面１１ａより液晶表示パネル３０へ向けて出射する。光Ｌは、導光板１１の反射面１１ｂと光Ｌのなす角が臨界角を超えると、導光板１１の反射面１１ｂより出射する。しかし、導光板１１の反射面１１ｂより出射した光は、光を反射する反射シート１６によって反射され、導光板１１内部へ戻される。
【００３０】
導光板１１の出射面１１ａより液晶表示パネル３０へ向けて出射した光Ｌは、拡散シート１４、プリズムシート１５を透過した後、液晶表示パネル３０を透過する。拡散シート１４は、光Ｌを拡散して出射する。プリズムシート１５は、プリズムシート１５ａ、１５ｂより構成される。プリズムシート１５ａ、１５ｂは夫々、断面形状が略三角形となるプリズム形状を全面に有しており、光Ｌを液晶表示パネル３０に向けて出射する。なお、プリズムシート１５ａ、１５ｂは、プリズム形状のプリズムの稜線が互いに略垂直となる配置とされる。液晶表示装置１００は、光Ｌが液晶表示パネル３０を透過することによって照明される。これにより、液晶表示装置１００は、文字、数字、図形等の画像を表示することができ、観測者が画像を視認することができる。
【００３１】
液晶表示装置１００では、電子機器のメイン基板等と接続されたＦＰＣ４１側からの信号及び電力等に基づき、ドライバＩＣ４０によって、Ｇ１、Ｇ２、・・・、Ｇｍ−１、Ｇｍ（ｍは自然数）の順にゲート線３３が順次排他的に１本ずつ選択されるとともに、選択されたゲート線３３には、選択電圧のゲート信号が供給される一方、他の非選択のゲート線３３には、非選択電圧のゲート信号が供給される。そして、ドライバＩＣ４０は、選択されたゲート線３３に対応する位置にある画素電極３４に対し、表示内容に応じたソース信号を、それぞれ対応するＳ１、Ｓ２、・・・、Ｓｎ−１、Ｓｎ（ｎは自然数）のソース線３２及びポリシリコンＴＦＴ３７を介して供給する。その結果、液晶層４の配向状態が制御され、液晶表示装置１００の表示状態が、非表示状態または中間表示状態に切り替えられることとなる。
【００３２】
なお、第１実施形態に係る液晶表示装置１００は、完全透過型の液晶表示装置として示しているが、これに限られず、代わりに半透過反射型の液晶表示装置を用いるとすることもできる。さらに、第１実施形態に係る液晶表示装置１００は、カラーフィルタとして、着色層６Ｒ、６Ｇ１、６Ｂ、６Ｇ２の４色より構成されるとしているが、これに限られず、代わりに、一般的な液晶表示装置と同様、ＲＧＢの３色のカラーフィルタより構成されるとしてもよい。
【００３３】
さらに、液晶表示パネル３０としては、上述したようなＴＮ液晶からなる液晶層を有する液晶表示パネルには限られず、代わりに、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式、ＦＦＳ（Fringe Field Structure）方式などの液晶表示パネルを用いるとすることもできる。
【００３４】
なお、第１実施形態では、表示パネルとして液晶表示パネルを用いているが、これに限られるものではなく、代わりに表示パネルとして、有機ＥＬ（electroluminescence）ディスプレイパネルなどの他の表示パネルを用いるとすることもできる。
【００３５】
（検知領域の構成）
次に、検知領域ＳＧａの構成について説明する。図３は、液晶表示装置１００における切断線Ｃ−Ｃ´に沿った１つの検知領域ＳＧａの拡大断面図である。検知領域ＳＧａにおける素子基板９１には、光センサ６０、ここではＰＩＮダイオードが形成される。
【００３６】
まず、検知領域ＳＧａにおける素子基板９１側の構成について述べる。図３に示すように、基板１の内面上には、シリコン酸化膜６４が形成されている。シリコン酸化膜６４の内面上で、光センサ６０が形成される領域には、純粋なポリシリコン（ｐ−Ｓｉ）の層であるｉ（intrinsic）層６２が形成され、その両側には、ｉ層６２を挟み込んで、ポリシリコンにボロン（Ｂ）イオンが注入された高不純物濃度のｐ＋層６１と、ポリシリコンにリン（Ｐ）イオンが注入された高不純物濃度のＮ＋層６３が形成されている。光センサ６０たるＰＩＮダイオードは、これらｉ層６２とｐ＋層６１とＮ＋層６３より構成される。更に、酸化膜６４の内面上には、ゲート絶縁膜６５及び第１層間膜６６ａがこの順に積層されており、第１層間膜６６ａの内面上には、配線３２ａが形成されている。ゲート絶縁膜６５及び第１層間膜６６ａにおけるｐ＋層６１及びＮ＋層６３の夫々に対応する位置には、コンタクトホール６７が設けられており、配線３２ａは、コンタクトホール６７を介して、ｐ＋層６１及びＮ＋層６３の夫々と導通されている。さらに、その内面上には、第２層間膜６６ｂが形成されている。
【００３７】
次に、検知領域ＳＧａにおけるカラーフィルタ９２側の構成について述べる。図３に示すように、基板２の内面上には、クロム（Ｃｒ）などでＢＭが形成されている。検知領域ＳＧａにおいて、ＢＭの内面上には、更に、アルミニウム（Ａｌ）などで反射層８１が形成されており、反射層８１の内面上には、光センサ６０に対向して、各色の着色層６と同じ材料で形成された各色の着色層６ａが形成されている。
【００３８】
第１実施形態に係る液晶表示装置１００では、額縁領域３８に最低でも照明装置１０におけるＬＥＤ１３の色の数分だけ、検知領域ＳＧａが設けられる。つまり、照明装置１０に光源としてＲＧＢの各色のＬＥＤ１３が設けられているのであれば、額縁領域３８には、赤色光を検知するための検知領域、緑色光を検知するための検知領域、青色光を検知するための検知領域の３つの検知領域ＳＧａが最低でも設けられる。
【００３９】
１つの検知領域ＳＧａにおける着色層６ａは、検知する光の色、即ち、ＬＥＤ１３より出射される光の色に対応する色の着色層が設けられる。具体的には、赤色光を検知するための検知領域ＳＧａにおける着色層６ａは、着色層６Ｒと同じ色材で形成され、緑色光を検知するための検知領域ＳＧａにおける着色層６ａは、着色層６Ｇ１又は着色層６Ｇ２と同じ色材で形成され、青色光を検知するための検知領域ＳＧａにおける着色層６ａは、着色層６Ｂと同じ色材で形成される。なお、緑色光を検知するための検知領域ＳＧａにおける着色層６ａとしては、着色層６Ｇ１又は着色層６Ｇ２のうち、透過した光の輝度が高くなる着色層である黄緑色の着色層６Ｇ２を用いるのが好適である。この着色層６ａが本発明におけるダミー着色層として機能する。
【００４０】
液晶表示パネル３０に入射した光Ｌのうち、一部の光は、図３に示すように、額縁領域３８に漏れ、反射層８１に反射した後、光センサ６０に入射する。光センサ６０は、ＰＩＮダイオードであるため、光が照射されると、ｐ＋層６１とＮ＋層６３の間に流れる電流が発生する。当該電流の大きさは、入射した光の輝度に応じて変化する。具体的には、光センサ６０に入射した光の輝度が大きくなればなるほど、発生する電流量も大きくなり、光の輝度が小さくなればなるほど、発生する電流量も小さくなる。
【００４１】
光センサ６０は、このようにして発生した電流を、配線３２ａを介して光検知回路５２に供給する。光検知回路５２は、光センサ６０により電流が供給されることによって、光センサ６０に入射した光を検知することができる。なお、この光は、反射層８１に反射する際、着色層６ａを透過する。従って、光検知回路５２は、着色層６を透過した光、即ち、液晶表示パネル３０を透過した観測者が見る光の輝度と同じ大きさの輝度を有する光を検知することができる。
【００４２】
なお、反射層８１は、基板２の内面上に形成されるとしているが、代わりに基板２の外面上に形成するとしてもよい。即ち、基板２の内面上には、着色層６ａを形成し、基板２の外面上には、反射層８１及びＢＭをこの順に積層するとしてもよい。要は、光センサ６０に対向して、着色層６ａ、反射層８１がこの順に形成されていれば、光は、着色層６ａ、反射層８１の順に入射して反射層８１に反射されることとなり、光検知回路５２は、着色層６を透過した光、即ち、観測者が見る、液晶表示パネル３０を透過した光の輝度と同じ大きさの輝度を有する光を検知することができる。
【００４３】
このように、第１実施形態に係る液晶表示装置１００では、液晶表示パネル３０に対し、光が入射すると電流を発生させるＰＩＮダイオードなどの半導体素子を形成して光センサとすることで、独立したモジュールとして作製された光センサを付加するよりも、光センサの大きさを小さくすることができると共にその配置の自由度を高めることができるので、装置全体を大きくせずに済む。また、光センサ６０は表示に寄与しない額縁領域３８に形成されるので、表示画像への影響を及ぼさずに済む。
【００４４】
（照明装置の構成）
次に、第１実施形態に係る照明装置１０の構成について具体的に述べる。照明装置１０は、先にも述べたように、光源部１２と導光板１１より構成される。
【００４５】
図４は、第１実施形態に係る光源部１２の構成を示す斜視図である。図５は、第１実施形態に係る照明装置１０の平面図である。図４に示すように、光源部１２は、フレキシブル基板７２と、フレキシブル基板７２上に配置されている複数の光源パッケージ７１より構成される。光源パッケージ７１は、複数の色の光を夫々発光する複数の光源が１つのパッケージ化されている。このような光源パッケージ７１は、いわゆる３ｉｎ１ＬＥＤパッケージとも呼ばれる。図４に示す光源部１２では、光源パッケージ７１に対し、ＲＧＢの各色の光を夫々発光するＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが１つにパッケージ化されている。複数の光源パッケージ７１は、ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂより出射される光の出射方向が同じ方向となるように並列して配置されている。図５に示すように、ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂより出射される光の出射方向には、導光板１１の入光端面１１ｃが対向して配置され、ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂより出射された光は、導光板１１の入光端面１１ｃに入射する。ＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂより出射された光は、拡散するに伴い、互いに混光して白色光たる光Ｌとなる。
【００４６】
ここで、光源パッケージ７１の構成について述べる。図６は、図４において切断線Ｂ−Ｂ´に沿った１つの光源パッケージ７１の拡大断面図である。光源パッケージ７１は、主に、反射枠体７３と、ＲＧＢの各色の光を発光するＬＥＤ１３より構成される。反射枠体７３は、樹脂などにより形成され、すり鉢状の凹部を有しており、凹部の内面にはメッキ処理等により光を反射する反射膜が形成されている。図６に示す光源パッケージ７１の拡大断面図は、図４において切断線Ｂ−Ｂ´に沿ったものであるので、赤色ＬＥＤ１３Ｒのみが示されているが、実際には、ＲＧＢの各色の光を夫々発光する各色のＬＥＤ１３が、反射枠体７３の凹部の底面に設置されている。反射枠体７３の凹部の底面には、電極７５、７６が設置されている。電極７５、７６の一端は、反射枠体７３の外部、具体的には、フレキシブル基板７２上に設置されているＬＥＤ１３を駆動するための図示しない駆動回路と接続されている。一方、電極７５、７６の他端は、ＬＥＤ１３と接続されている。例えば、図６に示すように、赤色ＬＥＤ１３のアノード７７は電極７５と接続され、赤色ＬＥＤ１３Ｒのカソード７８は電極７６と接続される。赤色ＬＥＤ１３Ｒは、電極７５、７６を介して駆動回路と接続されている。赤色ＬＥＤ１３Ｒは、外部より電流Ｉｒが流されることで、赤色光を発光する。電流Ｉｒの電流量を大きくすれば、赤色ＬＥＤ１３Ｒより出射される赤色光の輝度は、大きくなり、電流Ｉｒの電流量を小さくすれば、赤色ＬＥＤ１３Ｒより出射される赤色光の輝度は、小さくなる。
【００４７】
緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂについても同様に夫々、アノード、カソードが夫々、反射枠体７３の外部と接続されている電極と接続される。そして、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂも夫々、当該電極を介して駆動回路と接続されている。緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂは、夫々、外部より電流Ｉｇ、Ｉｂが流されることで、緑色光、青色光を発光する。電流Ｉｇ、Ｉｂの電流量を大きくすれば、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂより出射される緑色光、青色光の輝度は、夫々大きくなり、電流Ｉｇ、Ｉｂの電流量を小さくすれば、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂより出射される緑色光、青色光の輝度は、夫々小さくなる。
【００４８】
反射枠体７３は、その凹部の底面にＲＧＢの各色の光を夫々発光するＬＥＤ１３が設置された後、透明な樹脂７４によって封止され、光源パッケージ７１が完成する。なお、ここで、樹脂７４の最上面、言い換えると光源パッケージ７１の光の出射面にレンズを配置するとしても良い。例えば、当該レンズとして、凹レンズを配置すれば、各色のＬＥＤ１３より出射される光をより拡散することができる。
【００４９】
図７は、照明装置１０の構成を示すブロック図である。図７では、一例として、２つの光源パッケージ７１を示す。夫々の光源パッケージ７１には、図４に示すように、ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂが、１つずつ備えられている。つまり、図７に示すように、２つの光源パッケージ７１のうち、一方の光源パッケージ７１に、赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、緑色ＬＥＤ１３Ｇ１、青色ＬＥＤ１３Ｂ１が備えられ、他方の光源パッケージ７１に、赤色ＬＥＤ１３Ｒ２、緑色ＬＥＤ１３Ｇ２、青色ＬＥＤ１３Ｂ２が備えられるとする。
【００５０】
図７に示すように、照明装置１０は、光源部１２に備えられ、光源パッケージ７１にパッケージ化されてなる複数のＲＧＢの各色のＬＥＤ１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂの他に、赤色ＬＥＤ駆動回路５１Ｒと、緑色ＬＥＤ駆動回路５１Ｇと、青色ＬＥＤ駆動回路５１Ｂと、先に述べた光検知回路５２と電気的に接続された制御部５３を備える。
【００５１】
赤色ＬＥＤ駆動回路５１Ｒは、赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、１３Ｒ２と接続され、緑色ＬＥＤ駆動回路５１Ｇは、緑色ＬＥＤ１３Ｇ１、１３Ｇ２と接続され、青色ＬＥＤ駆動回路５１Ｂは、青色ＬＥＤ１３Ｂ１、１３Ｂ２と接続される。
【００５２】
赤色ＬＥＤ駆動回路５１Ｒ、緑色ＬＥＤ駆動回路５１Ｇ、青色ＬＥＤ駆動回路５１Ｂは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御部５３と接続される。制御部５３は、先に述べた光検知回路５２と接続される。
【００５３】
光検知回路５２は、図示しない増幅回路を含んで構成される。光検知回路５２は、光センサ６０より供給された電流を、増幅回路によって増幅した後、制御部５３に供給する。
【００５４】
制御部５３は、光検知回路５２より供給された電流の大きさを基に、赤色ＬＥＤ駆動回路５１Ｒ、緑色ＬＥＤ駆動回路５１Ｇ、青色ＬＥＤ駆動回路５１Ｂに対し、制御信号を送信し、赤色ＬＥＤ駆動回路５１Ｒ、緑色ＬＥＤ駆動回路５１Ｇ、青色ＬＥＤ駆動回路５１Ｂは、当該制御信号を基に各色のＬＥＤ１３に流すパルス電流を変化させる。従って、制御部５３が、本発明における光源制御手段として機能する。
【００５５】
赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、１３Ｒ２は、電気的に直列接続される。直列接続された赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、１３Ｒ２は、赤色ＬＥＤ駆動回路５１Ｒによって電流Ｉｒが流される。図５に、赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、１３Ｒ２に流される電流の流れを実線矢印で示す。これにより、赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、１３Ｒ２には、どちらにも電流Ｉｒが流され、赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、１３Ｒ２は、どちらも同じ輝度の赤色光を発光することができる。
【００５６】
図７には、緑色ＬＥＤ１３Ｇ１、１３Ｇ２、青色ＬＥＤ１３Ｂ１、１３Ｂ２夫々に流される電流の流れについても破線矢印で示す。
【００５７】
緑色ＬＥＤ１３Ｇ１、１３Ｇ２は、電気的に直列接続される。直列接続された緑色ＬＥＤ１３Ｇ１、１３Ｇ２は、緑色ＬＥＤ駆動回路５１Ｇによって電流Ｉｇが流される。これにより、緑色ＬＥＤ１３Ｇ１、１３Ｇ２には、どちらにも電流Ｉｇが流され、緑色ＬＥＤ１３Ｇ１、１３Ｇ２は、どちらも同じ輝度の緑色光を発光することができる。
【００５８】
青色ＬＥＤ１３Ｂ１、１３Ｂ２も、電気的に直列接続される。直列接続された２つの青色ＬＥＤ１３Ｂ１、１３Ｂ２は、青色ＬＥＤ駆動回路５１Ｂによって電流Ｉｂが流される。これにより、青色ＬＥＤ１３Ｂ１、１３Ｂ２には、どちらにも電流Ｉｂが流され、青色ＬＥＤ１３Ｂ１、１３Ｂ２は、どちらも同じ輝度の青色光を発光することができる。
【００５９】
図８に、一例として、第１実施形態に係る赤色ＬＥＤ駆動回路５１Ｒの回路図を示す。赤色ＬＥＤ駆動回路５１Ｒは、電流制限抵抗Ｒｒと、電源Ｖｒより構成される。電流制限抵抗Ｒｒの大きさは、赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、１３Ｒ２に流すことのできる電流Ｉｒの許容値によって決まる。電源Ｖｒは、赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、１３Ｒ２にパルス電流を供給する。赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、１３Ｒ２に供給されるパルス電流の幅及びタイミングは、電源Ｖｒを制御することによって変えられる。緑色ＬＥＤ駆動回路５１Ｇ、青色ＬＥＤ駆動回路５１Ｂの夫々についても、赤色ＬＥＤ駆動回路５１Ｒと同様、電気的に接続されている緑色ＬＥＤ１３Ｇ１、１３Ｇ２、青色ＬＥＤ１３Ｂ１、１３Ｂ２の夫々にパルス電流を供給するための電源を夫々有する。
【００６０】
以上のことから分かるように、第１実施形態に係る光源部１２では、ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３は、各色ごとに駆動回路５１を有している。また、各色のＬＥＤ１３に夫々接続された駆動回路５１は、制御部５３からの制御信号を基に、電気的に接続されている各色のＬＥＤ１３にパルス電流を供給する。このように各色のＬＥＤ毎にＬＥＤ駆動回路が設けられることで、各色のＬＥＤ毎に別々にパルス電流をかけることができる。
【００６１】
図９は、第１実施形態に係る照明装置１０における各色のＬＥＤ１３の駆動シーケンスを示したタイミングチャートの一例である。図９において、各色のＬＥＤ１３の「ＯＮ」は点灯状態を、「ＯＦＦ」は消灯状態を示す。例えば、図７で言うと、赤色ＬＥＤ１３Ｒが「ＯＮ」となるときは、赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、１３Ｒ２の両方が点灯し、赤色ＬＥＤ１３Ｒが「ＯＦＦ」となるときは、赤色ＬＥＤ１３Ｒ１、１３Ｒ２の両方が消灯する。図９において、緑色ＬＥＤ１３Ｇ、青色ＬＥＤ１３Ｂの「ＯＮ」及び「ＯＦＦ」となるときについても同様に、緑色ＬＥＤ１３Ｇ１、１３Ｇ２の両方、青色ＬＥＤ１３Ｂ１、１３Ｂ２の両方が夫々、点灯及び消灯する。
【００６２】
第１実施形態に係る照明装置１０では、各色のＬＥＤ１３は、時分割的に点灯する構成となる。以下において、各色のＬＥＤ１３が「ＯＮ」となっている期間を点灯期間と呼び、各色のＬＥＤ１３が「ＯＦＦ」となっている期間を非点灯期間と呼ぶこととする。照明装置１０より出射する光Ｌの色度や液晶表示パネル３０の表示画面の色度は、１フレーム期間中における、ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３の点灯期間を変えることにより、所定の色度に調整される。このようにすることで、ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３に定電流を流して常時点灯するよりも、ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３の点灯時間を短くすることができ、消費電力の低減を図ることができる。
【００６３】
各色のＬＥＤ１３が時分割的に点灯している場合、人間の目には、各色のＬＥＤ１３が、夫々点灯している期間によって、光Ｌの色合いが異なって見える。具体的には、光Ｌの色は、１フレーム期間中において、点灯期間の長いＬＥＤ１３から出射される光の色の成分が濃くなり、点灯期間の短いＬＥＤ１３から出射される光の色の成分が薄くなる。一般的には、１フレーム期間は１／６０秒程度とされるため、各色のＬＥＤ１３が時分割的に点灯しても、残像効果により、人間の目にとって色の変化が認識されることはない。
【００６４】
（ＬＥＤ電流制御処理）
次に、第１実施形態に係る液晶表示装置１００におけるＬＥＤ電流制御処理について述べる。ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３より出射される光の輝度は、温度変化や時間変化によって夫々変化するため、照明装置１０から出射される光Ｌのホワイトバランスは、温度変化や時間変化によって崩れてしまう。そこで、光の輝度が変化する度にＲＧＢの各色のＬＥＤ１３より出射される各色の光の輝度調整を行う必要がある。このＬＥＤ電流制御処理について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
【００６５】
光検知回路５２は、検知領域ＳＧａにおいて、各色の着色層６ａを透過した光を夫々検知した複数の光センサ６０より供給された電流を増幅して、制御部５３に供給する。制御部５３は、当該電流の大きさを基に、ＲＧＢの各色の輝度を検出する（ステップＳ１）。制御部５３は、ＲＧＢの各色の輝度の割合が、所定の割合、即ち、所望の白色光となるＲＧＢの輝度の割合となっているか否かを判定する（ステップＳ２）。制御部５３は、ＲＧＢの各色の光の輝度の割合が、所望の白色光となるＲＧＢの輝度の割合となっている場合には（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、制御部４３は、ＲＧＢの各色の輝度の割合が、所望の白色光となるＲＧＢの輝度の割合とならない場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、制御部５３は、各色のＬＥＤの駆動回路５１に制御信号を送り、各色の駆動回路５１より各色のＬＥＤ１３に供給されるパルス電流の幅を調節することで、ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３より出射される光の輝度の割合が、所望の白色光となるＲＧＢの輝度の割合となるように調整する（ステップＳ３）。そして、その後、制御部５３は処理を終了する。
【００６６】
以上のようにすることで、第１実施形態に係る液晶表示装置１００では、温度変化や経時変化により、各色のＬＥＤ１３より出射される光の輝度が変化して、光ＬにおけるＲＧＢの各色の輝度の割合が変化しても、自動的にホワイトバランスの調整を行うことができる。
【００６７】
なお、第１実施形態に係る照明装置１０では、各色のＬＥＤ１３には、パルス電流が供給されるとしているが、これに限られるものではなく、代わりに定電流が供給されるとしても良いのは言うまでもない。この場合には、制御部５３は、光検知回路５２より供給された電流の大きさを基に、各色のＬＥＤの駆動回路５１に制御信号を送り、各色の駆動回路５１より各色のＬＥＤ１３に供給される定電流の大きさを調節することで、ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３より出射される光の輝度の割合を調整する。
【００６８】
（液晶表示装置の製造方法）
次に、第１実施形態に係る液晶表示装置１００の製造方法について述べる。図１１は、第１実施形態に係る液晶表示装置１００の製造方法を示すフローチャートであり、図１２は、第１実施形態に係る液晶表示装置１００における素子基板９１の製造方法を示すフローチャートである。
【００６９】
まず、カラーフィルタ基板９２を作製する（工程Ｒ１１）。具体的には、ガラス基板たる基板２の表面上に低反射クロム（Ｃｒ）膜をスパッタリング法などにより成膜し、微細加工法などを用いて、所定のパターン形成を行うことにより、ＢＭを形成する。ここで、先に述べた額縁領域３８の検知領域ＳＧａに該当する部分には、アルミニウム（Ａｌ）などでアルミニウムなどの金属薄膜を、スパッタリング法などを用いて成膜して、反射層８１を形成する。そして、色材を成膜して、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、着色層６及び着色層６ａを形成する。その後、ＩＴＯ膜を、スパッタリング法などを用いて成膜することにより、共通電極８が形成される。
【００７０】
次に、素子基板９１を作製する（工程Ｒ１２）。素子基板９１の製造方法については、図１２のフローチャートを基に説明する。ここで、図１３〜図１６に、素子基板９１の製造工程における模式図を示す。図１３〜図１６に示す素子基板９１の模式図では、Ｎ領域及びＰ領域には、スイッチング素子としてポリシリコンＴＦＴ３７が形成されるとする。具体的には、Ｎ領域には、Ｎチャネル型ＴＦＴが形成され、Ｐ領域には、Ｐチャネル型ＴＦＴが形成されるとする。ＰＩＮ領域には、光センサ６０たるＰＩＮダイオードが形成されるとする。
【００７１】
まず、図１３（ａ）に示すように、まずガラス基板たる基板１の表面上に、プラズマＣＶＤ（chemical vapor deposition）法などを用いて、シリコン酸化膜６４を５００〜１０００[ｎｍ]の厚さで積層し、更に、ポリシリコン膜６２ａを２０〜１００[ｎｍ]の厚さで積層する（工程Ｒ２１）。その後、エキシマレーザなどのレーザをポリシリコン膜６２ａに照射することで、ポリシリコン膜６２ａを活性化する。次に、図１３（ｂ）に示すように、微細加工法などを用いて、ポリシリコン膜６２ａに所定のパターンを形成した後、プラズマＣＶＤ法などを用いて、ゲート酸化膜６５を５０〜１００［ｎｍ］の厚さで積層する（工程Ｒ２２）。更に、フォトレジストｒｅｓｉで、Ｎ＋層が形成される部分以外の範囲を覆った後、イオンドーピング法を用いて、リンイオンを１０１５〜１０１６／ｃｍ２のドーズ量でポリシリコン膜６２ａに注入する（工程Ｒ２３）。これにより、Ｎ領域、Ｐ領域、ＰＩＮ領域の各領域にＮ＋層６３が形成される。
【００７２】
次に、レジストｒｅｓｉを除去した後、図１４（ａ）に示すように、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、モリブテン（Ｍｏ）などの金属薄膜を、スパッタリング法などを用いて成膜した後、微細加工法などを用いて、ゲート電極のパターンに形成する。これにより、ゲート電極３３が形成される（工程Ｒ２４）。次に、フォトレジストｒｅｓｉ２で、Ｎ−層が形成される部分以外の範囲を覆った後、イオンドーピング法を用いて、リンイオンを１０１３〜１０１４／ｃｍ２のドーズ量でポリシリコン膜６２ａに注入する（工程Ｒ２５）。これにより、Ｎ領域にＮ−層６３ａが形成される。次に、フォトレジストｒｅｓｉ２を除去した後、図１４（ｂ）に示すように、フォトレジストｒｅｓｉ３で、Ｐ＋層が形成される部分以外の範囲を覆った後、イオンドーピング法を用いて、ボロンイオンを１０１５〜１０１６／ｃｍ２のドーズ量でポリシリコン膜６２ａに注入する（工程Ｒ２６）。これにより、Ｐ領域、ＰＩＮ領域の各領域にＰ＋層６１が形成される。このとき、リンイオン又はボロンイオンが注入されなかったポリシリコン膜６２ａは、ｉ層６２となる。
【００７３】
次に、レジストｒｅｓｉ３を除去した後、図１５（ａ）に示すように、プラズマＣＶＤ法などを用いて、シリコン酸化膜を成膜することにより、第１層間膜６６ａを形成する。そして、微細加工法、ドライエッチング法などを用いて、第１層間膜６６ａ及びゲート酸化膜６５の、Ｐ＋層６１、Ｎ＋層６３、に対応する位置にコンタクトホール６７を形成する（工程Ｒ２７）。次に、図１５（ｂ）に示すように、アルミニウムなどの金属薄膜を、スパッタリング法などを用いて成膜した後、微細加工法などを用いて、所定のパターンに形成する。これにより、Ｐ領域、Ｎ領域の各領域には、ソース線３２が形成され、ＰＩＮ領域には、配線３２ａが形成される（工程Ｒ２８）。このとき、ソース線３２及び配線３２ａは、コンタクトホール６７を介して、Ｐ＋層６１又はＮ＋層６３と導通される。
【００７４】
次に、図１６（ａ）に示すように、スピンコート法などを用いて、アクリル等の感光性の有機樹脂を１〜２[ｕｍ]成膜して、第２層間膜６６ｂを形成する。そして、コンタクト孔６７ａを、第２層間膜６６ｂにフォトリソグラフィー法などを用いて形成する（工程Ｒ２９）。その後、透明電極となるＩＴＯ膜を、スパッタリング法などを用いて１００〜１５０[ｎｍ]程度成膜した後、パターニングして画素電極３４を形成する（工程Ｒ３０）。このようにすることで、素子基板９１は作製され、図１６（ｂ）に示すように、Ｎ領域には、Ｎチャネル型ＴＦＴ３７ａが形成され、Ｐ領域には、Ｐチャネル型ＴＦＴ３７ｂが形成され、ＰＩＮ領域には、ＰＩＮダイオード即ち光センサ６０が形成される。
【００７５】
次に、図１１のフローチャートに戻り、カラーフィルタ基板９２と素子基板９１を、シール材５を介して貼り合わせ、そのシール材５に設けられた開口を通じて、その両基板の内部に液晶を封入し、さらに、その開口を、樹脂材料等を用いて封止処理する（工程Ｒ１３）。その他、必要な要素を取り付けることにより（工程Ｒ１４）、第１実施形態に係る液晶表示装置１００が作製される。
【００７６】
以上より分かるように、第１実施形態に係る液晶表示装置１００では、素子基板９１側のポリシリコンＴＦＴ３７が形成されている面と同じ面に光センサ６０を形成することにより、ポリシリコンＴＦＴ３７を形成する過程において、ＰＩＮダイオード、即ち光センサ６０を同時に形成することができる。これにより、光センサを形成又は設置するための新たな工程を設ける必要はなくなり、製造コストを削減することができる。
【００７７】
[第２実施形態]
次に本発明の第２実施形態について述べる。第２実施形態に係る液晶表示装置１００は、第１実施形態に係る液晶表示装置１００と略同じ構成とされる。しかし、第２実施形態に係る液晶表示装置１００は、検知領域ＳＧａにおけるカラーフィルタ基板９２の構成及び照明装置１０における各色のＬＥＤ１３の駆動シーケンスに特徴がある点で、第１実施形態に係る液晶表示装置１００と異なる。従って、第２実施形態に係る液晶表示装置１００の構成としては、図３に示した検知領域ＳＧａの構成のみが異なる。
【００７８】
図１７は、第２実施形態に係る液晶表示装置１００における検知領域ＳＧａの拡大断面図である。図１８は、第２実施形態に係る照明装置１０における各色のＬＥＤ１３の駆動シーケンスを示したタイミングチャートの一例である。
【００７９】
図１７に示すように、第２実施形態に係る液晶表示装置１００における検知領域ＳＧａの構成は、図３で示した第１実施形態に係る液晶表示装置１００における検知領域ＳＧａの構成と、着色層６ａを有さない点で異なる。また、図１８に示すように、第２実施形態に係る照明装置１０における各色のＬＥＤ１３の駆動シーケンスは、図９に示した第１実施形態に係る照明装置１０における各色のＬＥＤ１３の駆動シーケンスと比較して、１フレーム期間中におけるどの時刻においても、ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３のうち、１色のＬＥＤ１３のみが点灯する点に特徴がある。即ち、第２実施形態に係る照明装置１０より出射される光Ｌは、１フレーム期間全体で見ると、白色光となっているものの、任意の時刻で見ると、ＲＧＢの各色の光のうちのいずれか１色の光となっている。従って、図１８に示すように、額縁領域３８に漏れる光も、任意の時刻で見ると、ＲＧＢの各色の光のうちのいずれか１色の光となる。つまり、第２実施形態に係る液晶表示装置１００では、額縁領域３８に漏れる光も、任意の時刻において、ＲＧＢの各色の光のうち、２色以上の光が混光することはないため、第１実施形態に係る液晶表示装置１００で述べたように各色の着色層６ａに光を透過させなくても、光センサ６０は、常に、ＲＧＢの各色の光のうちのいずれか１色の光のみを検知することができる。
【００８０】
第２実施形態に係る液晶表示装置１００では、最低でも１つの光センサ６０があればよく、１フレーム期間中における、ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３の点灯時間に応じて、光センサ６０に入射した光の輝度を検知することにより、ＲＧＢの各色の光の輝度を検知することができる。
【００８１】
[変形例]
光源パッケージ７１にパッケージ化されるＬＥＤ１３としては、ＲＧＢの３色のＬＥＤには限られず、代わりに、４色以上のＬＥＤを用いるとしてもよい。例えば、光源パッケージ７１にパッケージ化されるＬＥＤ１３として、ＲＧＢの３色のＬＥＤの他に、ＲＧＢのうち、いずれか一つの色と補色関係にある色の光を発光するＬＥＤを加えた、計４色のＬＥＤを用いるとすることもできる。
【００８２】
なお、４色目のＬＥＤを３色のいずれかの補色関係にある色に限定されるものでない。
【００８３】
４つのＬＥＤは後述する表示パネルのカラーフィルタの４色の着色層に対応する色であると望ましい。
【００８４】
また、照明装置１０における光源部１２には、複数の色のＬＥＤ１３がパッケージ化された光源パッケージ７１を配列する代わりに、一般的な照明装置で用いられているように、ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３を並列に配列するとしても良いのは言うまでもない。さらには、緑色光は、人間の目にとって視感度が高いため、ＲＧＢの各色のＬＥＤ１３を並列に配列する際、２つの緑色ＬＥＤに対して、赤色ＬＥＤ、青色ＬＥＤを１つずつ配列するとしても良い。
【００８５】
［他の実施例］
上記の説明では、カラーフィルタとして機能する着色層の色（着色領域）としてＲ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２を挙げて説明したが、本発明の適用はこれには限定されず、他の４色の着色領域により１表示画素を構成することもできる。
【００８６】
具体的には、４色の着色領域は、波長に応じて色相が変化する可視光領域（３８０−７８０ｎｍ）のうち、青系の色相の着色領域（「第１着色領域」とも呼ぶ。）、赤系の色相の着色領域（「第２着色領域」とも呼ぶ。）と、青から黄までの色相の中で選択された２種の色相の着色領域（「第３着色領域」、「第４着色領域」とも呼ぶ。）からなる。ここで「系」との語を用いているが、例えば青系であれば純粋の青の色相に限定されるものでなく、青紫や青緑等を含むものである。赤系の色相であれば、赤に限定されるものでなく橙を含む。また、これら着色領域は単一の着色層で構成されても良いし、複数の異なる色相の着色層を重ねて構成されても良い。また、これら着色領域は色相で述べているが、当該色相は、彩度、明度を適宜変更し、色を設定し得るものである。
【００８７】
具体的な色相の範囲は、
・青系の色相の着色領域は、青紫から青緑であり、より好ましくは藍から青である。
・赤系の色相の着色領域は、橙から赤である。
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、青から緑であり、より好ましくは青緑から緑である。
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、緑から橙であり、より好ましくは緑から黄である。もしくは緑から黄緑である。
【００８８】
ここで、各着色領域は、同じ色相を用いることはない。例えば、青から黄までの色相で選択される２つの着色領域で緑系の色相を用いる場合は、他方は一方の緑に対して青系もしくは黄緑系の色相を用いる。
【００８９】
これにより、従来のＲＧＢの着色領域よりも広範囲の色再現性を実現することができる。
【００９０】
また、上記では４色の着色領域による広範囲の色再現性を色相で述べたが、他の具体的な例として、着色領域を透過した光の波長で表現すると以下のようになる。
・青系の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが４１５−５００ｎｍにある着色領域、好ましくは、４３５−４８５ｎｍにある着色領域である。
・赤系の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが６００ｎｍ以上にある着色領域で、好ましくは、６０５ｎｍ以上にある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが４８５−５３５ｎｍにある着色領域で、好ましくは、４９５−５２０ｎｍにある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、該着色領域を透過した光の波長のピークが５００−５９０ｎｍにある着色領域、好ましくは５１０−５８５ｎｍにある着色領域、もしくは５３０−５６５ｎｍにある着色領域である。
【００９１】
この波長は、透過表示の場合は、照明装置からの照明光がカラーフィルタを通して得られた数値である。反射表示の場合は、外光を反射して得られた数値である。
【００９２】
他の具体的な例として、４色の着色領域をｘ、ｙ色度図で表現すると以下のようになる。
・青系の着色領域は、ｘ≦0.151、ｙ≦0.200にある着色領域であり、好ましくは、0.134≦ｘ≦0.151、0.034≦ｙ≦0.200にある着色領域である。
・赤系の着色領域は、0.520≦ｘ、ｙ≦0.360にある着色領域であり、好ましくは、0.550≦ｘ≦0.690、0.210≦ｙ≦0.360にある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される一方の着色領域は、ｘ≦0.200、0.210≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、0.080≦ｘ≦0.200、0.210≦ｙ≦0.759にある着色領域である。
・青から黄までの色相で選択される他方の着色領域は、0.257≦ｘ、0.450≦ｙにある着色領域であり、好ましくは、0.257≦ｘ≦0.520、0.450≦ｙ≦0.720にある着色領域である。
【００９３】
このｘ、ｙ色度図は、透過表示の場合は、照明装置からの照明光がカラーフィルタを通して得られた数値である。反射表示の場合は、外光を反射して得られた数値である。
【００９４】
これら４色の着色領域は、サブ画素に透過領域と反射領域を備えた場合、透過領域及び反射領域も上述した範囲で適用することができるものである。
【００９５】
また、照明装置１０におけるＲＧＢ光源としては、以下のものが好ましい。
・Ｂは発光する光の波長のピークが４３５ｎｍ−４８５ｎｍにあるもの
・Ｇは発光する光の波長のピークが５２０ｎｍ−５４５ｎｍにあるもの
・Ｒは発光する光の波長のピークが６１０ｎｍ−６５０ｎｍにあるもの
そして、ＲＧＢ光源の波長によって、上記カラーフィルタを適切に選定すればより広範囲の色再現性を得ることができる。
【００９６】
上記の４色の着色領域の構成の例としては、具体的には以下のものがあげられる。
・色相が、赤、青、緑、青緑の着色領域
・色相が、赤、青、緑、黄の着色領域
・色相が、赤、青、深緑、黄の着色領域
・色相が、赤、青、エメラルドグリーン、黄の着色領域
・色相が、赤、青、深緑、黄緑の着色領域
・色相が、赤、青緑、深緑、黄緑の着色領域
[電子機器]
次に、本実施形態に係る液晶表示装置を電子機器の表示装置として用いる場合の実施形態について説明する。
【００９７】
本実施形態に係る液晶表示装置１００に入力される画像信号としては、例えば、Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の各色の画像信号が外部より直接入力されるとしても良いし、又は、ＲＧＢの各色の画像信号が外部より入力され、Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の各色の画像信号に変換されるとしても良い。
【００９８】
ここで、液晶表示装置１００において、ＲＧＢの各色の画像信号がＲ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の各色の画像信号に変換される場合について述べる。
【００９９】
図１９は、本実施形態の全体構成を示す概略構成の回路ブロック図である。ここに示す電子機器は、上記の液晶表示装置１００と、制御手段６１０を有する。制御手段６１０は、表示情報出力源６１１と、表示画像変換回路６１２と、タイミングジェネレータ６１４とを有する。
【０１００】
液晶表示装置１００において、入力されたＲＧＢの各色の画像信号がＲ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の各色の画像信号に変換される場合、表示画像変換回路６１２は、パーソナルコンピュータなどの外部の表示画像出力源６１１より出力されたＲＧＢの各色の画像信号を、Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の各色の画像信号に変換して、液晶表示パネル３０に出力する機能を有する。
【０１０１】
表示画像変換回路６１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算処理部６１２ａと、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶部６１２ｂとを備えて構成されている。演算処理部６１２ａは、表示画像出力源６１１より出力された入力画像のＲＧＢの各色の画像信号６５１Ｒ、６５１Ｇ、６５１Ｂを、Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の各色の画像信号６５２Ｒ、６５２Ｇ１、６５２Ｂ、６５２Ｇ２に変換する。記憶部６１２ｂには、所定の強度のＲＧＢの各色の画像信号と、これに対応する強度のＲ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の各色の画像信号とを対応させたＬＵＴ（Look Up Table）が設けられている。例えば、演算処理部６１２ａに、Ｇ２の色を表示させるＲＧＢの各色の画像信号、例えば、Ｒ＝０、Ｇ＝１００、Ｂ＝１００の強度のＲＧＢの各色の画像信号が入力された場合、演算処理部６１２ａは、このＲＧＢの各色の画像信号の強度に対応する強度のＲ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の各色の画像信号（例えば、Ｒ＝０、Ｇ１＝１０、Ｂ＝１０、Ｇ２＝１００）を、記憶部６１２ｂのＬＵＴより取得し、取得したＲ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２の各色の画像信号を液晶表示パネル３０へ出力する。これにより、液晶表示パネル３０の表示画面に、ＲＧＢの各色だけでなく、Ｇ２の色を表示することができる。このようにすることで、入力画像の画像信号として、ＲＧＢの画像信号が入力された場合においても、出力画像の色再現範囲をＧ２の色再現範囲に拡大することができる。
【０１０２】
タイミングジェネレータ６１４は、タイミングモードを切り替えるためのハードスイッチ又はソフトスイッチを有し、画像信号の輝度信号よりクロック信号ＣＬＫを生成する。先に述べたＲＧＢの各色のＬＥＤ駆動回路５１は、タイミングジェネレータ６１４により決定されたクロック信号ＣＬＫに適合するように、駆動シーケンスが制御される。
【０１０３】
次に、本実施形態に係る液晶表示装置１００を適用可能な電子機器の具体例について図２０を参照して説明する。
【０１０４】
まず、本発明に係る液晶表示装置１００を、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図２０（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶表示装置１００を適用した表示部７１３とを備えている。
【０１０５】
続いて、本発明に係る液晶表示装置１００を、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図２０（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶表示装置１００を適用した表示部７２４を備える。
【０１０６】
なお、本発明に係る液晶表示装置１００を適用可能な電子機器としては、図２０（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図２０（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、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などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示装置の平面図である。
【図２】第１実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。
【図３】第１実施形態に係る液晶表示装置における検知領域ＳＧａの拡大断面図。
【図４】第１実施形態に係る光源部の構成を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態に係る照明装置の平面図である。
【図６】光源パッケージの拡大断面図である。
【図７】第１実施形態に係る照明装置の構成を示すブロック図である
【図８】第１実施形態に係る赤色ＬＥＤ駆動回路の回路図である。
【図９】照明装置における各色のＬＥＤの駆動シーケンスを示したタイミングチャート。
【図１０】ＬＥＤ電流制御処理についてのフローチャート。
【図１１】第１実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を示すフローチャート。
【図１２】素子基板の製造方法を示すフローチャート
【図１３】素子基板の製造工程における模式図を示す。
【図１４】素子基板の製造工程における模式図を示す。
【図１５】素子基板の製造工程における模式図を示す。
【図１６】素子基板の製造工程における模式図を示す。
【図１７】第２実施形態に係る液晶表示装置における検知領域ＳＧａの拡大断面図。
【図１８】照明装置における各色のＬＥＤの駆動シーケンスを示したタイミングチャート。
【図１９】本実施形態に係る液晶表示装置を適用した電子機器の回路ブロック図。
【図２０】本実施形態の液晶表示装置を適用した電子機器の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１２  光源部、  １３  ＬＥＤ、  １４  拡散シート、  １５  プリズムシート、  １０  照明装置、  ６０  光センサ、  ３０  液晶表示パネル、  １００  液晶表示装置
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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