(57)【要約】【課題】  電気光学装置の大型化を防ぐとともに、外光の強度に応じて光源から出射される光の光学特性を調整して、消費電力を抑えることができる電気光学装置、そのような電気光学装置の効率的な製造方法、及び電子機器を提供する。【解決手段】  反射領域及び透過領域を有する電気光学パネルと光源とを備えた電気光学装置であって、電気光学パネルに入射する外光を反射させるための光反射層と、光反射層が配置された領域における、光反射層よりも外光が入射する面側に設けられ、外光の強度を測定するための光感知素子と、光感知素子によって検知された外光の強度をもとに、光源から出射する光の光学特性を制御する光制御部と、を備える。【選択図】  図３
2007086265.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射領域及び透過領域を有する電気光学パネルと光源とを備えた電気光学装置において、
前記電気光学パネルに入射する外光を反射させるための光反射層と、
前記光反射層が配置された領域における、前記光反射層よりも前記外光が入射する面側に設けられ、前記外光の強度を測定するための光感知素子と、
前記光感知素子によって検知された前記外光の強度をもとに、前記光源から出射する光の光学特性を制御する光制御部と、
を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記電気光学パネルはスイッチング素子を備え、当該スイッチング素子と前記光感知素子とを同一基板上に備え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】
前記電気光学パネルは複数の画素を備え、前記光感知素子を二以上の画素に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記光感知素子を前記画素の内部に配置することを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記光感知素子は前記電気光学パネルに備えられた他の部材と同一の材料を用いて構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
前記光感知素子が、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトカプラ、太陽電池のいずれかであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項７】
前記スイッチング素子が形成された基板上に電極を備えるとともに、前記スイッチング素子と電極との間に電気絶縁層を備え、前記電極が光反射層を兼ねることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気光学装置及び電子機器に関する。特に、外光の強度に対応させて、光源から出射する光の光学特性を調整可能な電気光学装置及びそのような電気光学装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気光学装置の一態様である液晶装置は、それぞれ電極を備えた一対の基板を対向配置するとともに、当該一対の基板間に液晶材料を配置して構成されている。かかる液晶装置は、この対向する電極に電圧を印加して液晶材料を配向させ、通過する光を偏向させることにより、画像表示させるものである。
かかる液晶装置として、バックライトを備えた反射型の液晶装置がある。この反射型の液晶装置は、液晶パネルの背面側に配置されたバックライトから照射された光が液晶パネルに入射し、当該光が液晶層を透過することにより外部に視認され、透過表示を行うものである。
また、別の液晶装置として、反射表示及び透過表示が可能な半透過反射型の液晶装置がある。この半透過反射型の液晶装置は、透過領域においては、上述したような透過表示を行う一方、反射領域においては、外部から液晶パネルに入射した外光が、液晶層を透過した後、光反射層によって反射され、再度液晶層を透過して外部に視認され、反射表示を行う。このような透過表示及び反射表示を可能にすることにより、昼間や明るい場所においては、太陽光等の外光を利用して画像表示を認識させることができるために、消費電力の削減を図ることができるとともに、夜間等の比較的暗い場所においても、バックライトによって画像表示を認識させることができる。
【０００３】
このような透過表示が可能な電気光学装置において、外光の照度に応じて最も適切な階調表示を可能とした電気光学装置が提案されている。より具体的には、図１１に示すように、液晶パネル４０２の近傍に配置した光センサ４５０からの照度情報により階調パターン選択回路に最も適切な階調パターンを選択させ、例えば、制御回路の階調コードパルスのパルス幅を変更させることとした電気光学装置である（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−９４０９８号  （特許請求の範囲、段落００５４〜００５６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の電気光学装置は、外光の照度に応じて適切な階調表示を実現することができるものの、特定の光センサを用いる構成であるために、表示領域内に実装することができないものであった。したがって、基板の外周や、電気光学装置のケースに実装する構成であるために、電気光学装置の外形が大型化してしまうおそれがあった。
また、特許文献１に記載の電気光学装置は、外光の照度に応じて、それぞれの画素に印加するエネルギを変化させて適切な階調表示を実現する構成であり、バックライトから照射される光の強度について制御する構成とはなっていない。したがって、例えば、半透過反射型の液晶装置を明るい場所で使用する場合等、バックライトの電力を無駄に消費しているおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明の発明者は鋭意検討した結果、表示領域内の所定位置に、外光の強度を検知する光検知素子を備えるとともに、当該検知された値をもとに、バックライトから照射される光の強度を調整することで、このような問題を解決することができることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、電気光学装置の大型化を防ぐとともに、外光の強度に応じて光源から出射される光の光学特性を調整して、消費電力を抑えることができる電気光学装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、そのような電気光学装置を備えた電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、反射領域及び透過領域を有する電気光学パネルと光源とを備えた電気光学装置であって、電気光学パネルに入射する外光を反射させるための光反射層と、光反射層が配置された領域における、光反射層よりも外光が入射する面側に設けられ、外光の強度を測定するための光感知素子と、光感知素子によって検知された外光の強度をもとに、光源から出射する光の光学特性を制御する光制御部と、を備えることを特徴とする電気光学装置が提供され、上述した問題を解決することができる。
すなわち、電気光学パネルに入射する外光の強度を測定するとともに、当該強度に対応させて光源から出射する光の光学特性を制御することにより、明るい環境下では強度の高い光を出射させ、暗い環境下では強度の低い光を出射させることができ、消費電力の無駄をなくすることができる。また、外光の強度を測定するための光感知素子を、光反射層に対して所定箇所に配置することにより、実際の表示に使用される反射光の強度を精度良く測定することができ、光源から出射される光の光学特性を精度良く制御することができる。
なお、本明細書において、「光の光学特性」とは、主として、光の照度、白色度、ホワイトバランス等の強度に影響を及ぼす特性を意味する。また、「光感知素子」とは、基板上に複数の膜を積層して作り込まれる素子を意味し、光センサのようなデバイスを含まない概念である。
【０００７】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、電気光学パネルはスイッチング素子を備え、当該スイッチング素子と光感知素子とを同一基板上に備えることが好ましい。
このように構成することにより、スイッチング素子によって、外光が光感知素子に到達することを阻害されることがなくなる。
【０００８】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、電気光学パネルは複数の画素を備え、光感知素子を二以上の画素に備えることが好ましい。
このように構成することにより、表示領域内において、測定結果にばらつきがある場合であっても、複数箇所における測定結果をもとに、例えば、平均化して、光源の光の光学特性を制御することができる。
【０００９】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、光感知素子を画素の内部に配置することが好ましい。
このように構成することにより、画素領域において、表示に利用される外光を直接的に測定することができる。また、画素間領域に遮光層が設けられている場合であっても、外光の強度を光感知素子で確実に測定することができる。
【００１０】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、光感知素子は電気光学パネルに備えられた他の部材と同一の材料を用いて構成されることが好ましい。
このように構成することにより、製造段階において、工程数の増加を防ぐことができ、消費電力の無駄をなくした電気光学装置を効率的に製造することができる。
【００１１】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、光感知素子が、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトカプラ、太陽電池のいずれかであることが好ましい。
このように構成することにより、光感知素子の配置面積を比較的小さくして、表示に影響を与えにくい光感知素子とすることができる。
【００１２】
また、本発明の電気光学装置を構成するにあたり、スイッチング素子が形成された基板上に電極を備えるとともに、スイッチング素子と電極との間に電気絶縁層を備え、電極が光反射層を兼ねることが好ましい。
このように構成することにより、反射領域及び透過領域の表示品位の向上を図るとともに、外光の強度に精度良く対応させて、光源の消費電力の無駄を少なくした電気光学装置を提供することができる。
【００１３】
また、本発明のさらに別の態様は、上述したいずれかの電気光学装置を備えた電子機器である。
すなわち、外光の強度に対応させて光源から出射する光の強度を制御可能な電気光学装置を備えるために、消費電力の無駄を少なくした電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、適宜図面を参照して、本発明の電気光学装置及び電子機器に関する実施形態について具体的に説明する。ただし、かかる実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の範囲内で任意に変更することが可能である。
【００１５】
［第１実施形態］
第１の実施形態は、反射領域及び透過領域を有する電気光学パネルと光源とを備えた電気光学装置である。
かかる電気光学装置は、電気光学パネルに入射する外光を反射させるための光反射層と、光反射層が配置された領域における、光反射層よりも外光が入射する面側に設けられ、外光の強度を測定するための光感知素子と、光感知素子によって検知された外光の強度をもとに、光源から出射する光の光学特性を制御する光制御部と、を備えることを特徴とする。
以下、本実施形態の電気光学装置として、ＴＦＴ素子（Thin Film Transistor）を備えた素子基板と、着色層を有するカラーフィルタ基板（対向基板）とを含む液晶装置を例に採って説明する。ただし、本発明のＴＦＴ素子を備えた液晶装置に限られるものではなく、ＴＦＤ素子（Thin Film Diode）を備えた液晶装置や、スイッチング素子を備えていない液晶装置をはじめとして、光源を備えた種々の電気光学装置に適用することができる。
【００１６】
１．基本構成
まず、本実施形態に係る液晶装置について説明する。ここで、図１に、液晶装置１０の外観を表す概略斜視図を示す。また、図２に、図１の液晶装置１０に使用される液晶パネル２０の画素領域部分の断面図を示す。
これらの図に示すように、液晶装置１０における液晶パネル２０は、対向基板３０と素子基板６０とが、それらの周辺部においてシール材２３によって貼り合わせられ、対向基板３０、素子基板６０及びシール材２３によって囲まれる間隙内に液晶材料（図示せず）が封入されている。
かかる液晶パネル２０において、素子基板６０は、対向基板３０の外形よりも外側に張り出してなる基板張出部６０Ｔを有している。また、この基板張出部６０Ｔにおける、液晶材料（図示せず）を保持する面側には、外部接続用端子（図示せず）が形成されているとともに、当該外部接続用端子に対して、半導体素子９１やパネル駆動用フレキシブル基板（ＦＰＣ）９３が接続されている。さらに、かかるフレキシブル基板が接続された液晶パネルが、プラスチック等からなる筐体に、ＬＥＤ（発光ダイオード）等の光源とともに収容されることにより、液晶装置が構成されている。
【００１７】
また、図２に示すように、対向基板３０は、ガラス、プラスチック等によって形成され、当該対向基板３０上に、カラーフィルタすなわち着色層３７ｒ、３７ｇ、３７ｂと、その着色層３７ｒ、３７ｇ、３７ｂの上に形成された対向電極３３と、その対向電極３３の上に形成された配向膜４５とを備えている。また、反射領域Ｒにおける、着色層３７ｒ、３７ｇ、３７ｂと対向電極３３との間には、リタデーションを最適化するための絶縁層４１を備えている。
ここで、対向電極３３は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等によって対向基板３０の表面全域に形成された面状電極である。また、着色層３７ｒ、３７ｇ、３７ｂは、素子基板６０側の画素電極６３に対向する位置にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）又はＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）等といった各色のいずれかの色フィルタエレメントを備えている。そして、着色層３７ｒ、３７ｇ、３７ｂの隣であって、画素電極６３に対向しない位置にブラックマスク又はブラックマトリクスすなわち遮光膜３９が設けられている。
【００１８】
また、対向基板３０に対向する素子基板６０は、ガラス、プラスチック等によって形成され、当該素子基板６０上には、スイッチング素子として機能するアクティブ素子としてのＴＦＴ素子６９と、透明な絶縁膜８１を挟んでＴＦＴ素子６９の上層に形成された画素電極６３とを備えている。
ここで、画素電極６３は、反射領域Ｒにおいては反射表示を行うための光反射膜７９（６３ａ）を兼ねて形成されるとともに、透過領域Ｔにおいては、ＩＴＯなどにより透明電極６３ｂとして形成される。また、画素電極６３ａとしての光反射膜７９は、例えばＡｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）等といった光反射性材料によって形成される。そして、画素電極６３の上には、ポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜８５が形成されるとともに、この配向膜８５に対して、配向処理としてのラビング処理が施される。
【００１９】
また、対向基板３０の外側（すなわち、図２の上側）表面には、位相差板４７が形成され、さらにその上に偏光板４９が形成されている。同様に、素子基板６０の外側（すなわち、図２の下側）表面には、位相差板８７が形成され、さらにその下に偏光板８９が形成されている。さらに、素子基板６０の下方にはバックライトユニット（図示せず）が配置される。
【００２０】
また、ＴＦＴ素子６９は、素子基板６０上に形成されたゲート電極７１と、このゲート電極７１の上で素子基板６０の全域に形成されたゲート絶縁膜７２と、このゲート絶縁膜７２を挟んでゲート電極７１の上方位置に形成された半導体層７０と、その半導体層７０の一方の側にコンタクト電極７７を介して形成されたソース電極７３と、さらに半導体層７０の他方の側にコンタクト電極７７を介して形成されたドレイン電極６６とを有する。
また、ゲート電極７１はゲートバス配線（図示せず）から延びており、ソース電極７３はソースバス配線（図示せず）から延びている。また、ゲートバス配線は素子基板６０の横方向に延びていて縦方向へ等間隔で平行に複数本形成されるとともに、ソースバス配線はゲート絶縁膜７２を挟んでゲートバス配線と交差するように縦方向へ延びていて横方向へ等間隔で平行に複数本形成される。
かかるゲートバス配線は液晶駆動用ＩＣ（図示せず）に接続されて、例えば走査線として作用し、他方、ソースバス配線は他の駆動用ＩＣ（図示せず）に接続されて、例えば信号線として作用する。
また、画素電極６３は、互いに交差するゲートバス配線とソースバス配線とによって区画される方形領域のうちＴＦＴ素子６９に対応する部分を除いた領域に形成されている。
【００２１】
ここで、ゲートバス配線及びゲート電極は、例えばクロム、タンタル等によって形成することができる。また、ゲート絶縁膜は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）等によって形成される。また、半導体層は、例えばドープトａ−Ｓｉ、多結晶シリコン、ＣｄＳｅ等によって形成することができる。さらに、コンタクト電極は、例えばａ−Ｓｉ等によって形成することができ、ソース電極及びそれと一体をなすソースバス配線並びにドレイン電極は、例えばチタン、モリブデン、アルミニウム等によって形成することができる。
【００２２】
また、有機絶縁膜８１は、ゲートバス配線、ソースバス配線及びＴＦＴ素子を覆って素子基板６０上の全域に形成されている。但し、有機絶縁膜８１のドレイン電極６６に対応する部分にはコンタクトホール８３が形成され、このコンタクトホール８３の所で画素電極６３とＴＦＴ素子６９のドレイン電極６６との導通がなされている。
また、かかる有機絶縁膜８１には、反射領域Ｒに対応する領域に、散乱形状として、山部と谷部との規則的な又は不規則的な繰り返しパターンから成る凹凸パターンを有する樹脂膜が形成されている。この結果、有機絶縁膜８１の上に積層される光反射膜７９（６３ａ）も同様にして凹凸パターンから成る光反射パターンを有することになる。但し、この凹凸パターンは、透過領域Ｔには形成されていない。
【００２３】
以上のような構造を有する液晶パネル２０を備えた液晶装置１０において、反射表示の際には、太陽光や室内照明光などの外光が、対向基板３０側から液晶装置１０に入射するとともに、着色層３７ｒ、３７ｇ、３７ｂや液晶材料２１などを通過して光反射膜７９に至り、そこで反射されて再度液晶材料２１や着色層３７ｒ、３７ｇ、３７ｂなどを通過して、液晶装置１０から外部へ出ることにより、反射表示が行われる。
一方、透過表示の際には照明装置１１が点灯されるとともに、照明装置１１から出射された光が、透光性の透明電極６３ｂ部分を通過し、着色層３７ｒ、３７ｇ、３７ｂ、液晶材料２１などを通過して液晶装置１０の外部へ出ることにより、透過表示が行われる。
【００２４】
２．光源
照明装置に含まれる光源としては、ＬＥＤ光源をはじめとして、冷陰極蛍光管等、特に限定されるものではなく、種々のものを使用することができる。この光源から出射された光は、導光板を介して、液晶パネルに対して入射し、透過表示を行う際に使用される。
【００２５】
３．光感知素子及び光制御部
また、本実施形態の液晶装置は、図３の断面図及び図４のブロック図に示すように、光反射層８８が配置された領域Ｒにおける、光反射層８８よりも外光が入射する面側に設けられ、外光の強度を測定するための光感知素子１１と、光感知素子１１によって検知された外光の強度をもとに、光源１３から出射する光の光学特性を制御する光制御部１５とを備えることを特徴とする。
すなわち、外光の強度に検出し、その強度に対応させて光源から出射される光の光学特性を制御することにより、消費電力の無駄を少なくすることができる。また、当該光感知素子を光反射層よりも、外光が進入してくる表示面側に配置することにより、実際に表示に利用される外光の強度を直接的に測定することができ、光源から出射される光の光学特性を精度良く調整することができる。
【００２６】
より具体的には、従来の光源を備えた電気光学装置においては、外光の強度に拘わらず一定の光を光源から出射するために、暗い環境下でも明るい画像を認識できるように、強度の高い光学特性を有する光を一律に出射するよう構成されている。この場合、明るい環境下においては、外光を利用した反射表示のみでも十分に表示を認識できるにも拘わらず強度の高い光を光源から出射するために、消費電力の無駄が生じていた。逆に、そのような無駄を省くために、光源から出射する光の強度を抑えた場合には、暗い環境下で視認される画像が暗いものとなってしまっていた。
そこで、本発明の電気光学装置によれば、それぞれ、外光の強度に対応させて光源から出射させる光の光学特性を制御することで、画像を視認する環境に応じて、必要な強度の光を出射させて、消費電力の無駄を少なくすることができる。
また、外光の強度を測定する光感知素子を、光反射層よりも、外光が入射してくる表示面側に配置することにより、光反射層により、光感知素子までの外光の進入を阻害することなく、また、光源からの光の影響を受けることなく、表示に利用される外光を直接的に検知することができる。
【００２７】
ここで、かかる光感知素子は、図３に示すように、外光を確実に検知して、その強度を測定することができるように、光反射層８８よりも、外光が進入してくる表示面側に備えられている。この観点から、例えば、上述した図２のような構成の場合、液晶パネル２０がスイッチング素子（ＴＦＴ素子）６９を備えている場合には、スイッチング素子６９を備えた素子基板６０上に光感知素子１１を備えることが好ましい。
この理由は、光感知素子を、素子基板と対向する基板側に備えるとともに、当該対向基板側に光反射層を備えている場合には、スイッチング素子によって、外光が光感知素子まで到達することが阻害されてしまい、外光を正確に検知できなくなる場合があるためである。また、光感知素子を、電極や電気配線、さらにはスイッチング素子を形成する際に、同時工程で形成することができるために、工程数を増加させることなく、効率的に配置することができるためである。
【００２８】
また、同様の理由から、図５に示すように、光感知素子１１を画素領域、すなわち、画素電極６３と重なる領域に備えることが好ましい。
この理由は、光感知素子を画素間領域に備えるとともに、対向基板や、同一基板におけるさらに表示面側に遮光膜が存在する場合には、遮光膜によって、外光が光感知素子まで到達することが阻害されてしまい、外光を正確に検知できなくなる場合があるためである。
ただし、光感知素子を画素領域内に備えた場合には、画素の開口面積が多少減少する場合も考えられるため、このような画素の開口面積の減少を防ぐべく、同一基板上において、画素間領域に遮光膜を配置するとともに、当該遮光膜よりも表示面側に光感知素子を備える構成であれば、画素間領域に光感知素子を配置できるために、好ましい態様である。
したがって、光感知素子は、光反射膜よりも表示面側であって、なおかつ、外光が遮断されないような領域に備えられる必要がある。
【００２９】
また、図３に示すように、光感知素子１１は、表示領域の複数の画素のうち、二以上の画素に備えられていることが好ましい。
この理由は、表示領域内において、光感知素子の配置等に起因して、検知精度や外光の強度にばらつきがある場合であっても、例えば、複数の画素における測定結果を平均化して、光源から出射される光の光学特性をより精度良く制御することができるためである。
ただし、すべての画素に光感知素子を配置すると、画素の開口面積や、ショートとよる光り抜け等の表示不良のおそれがあることから、適当な数の光感知素子を表示領域の全体に分散して設けることが好ましい。
【００３０】
また、光感知素子は、上述したスイッチング素子を一例として、基板上の他の部材と同一の材料を用いて構成されることが好ましい。
この理由は、基板上の他の部材と同一の材料を用いた光感知素子であれば、それらの部材の形成工程と同時工程で形成できるために、工程数を増加させることなく、効率的に形成することができるためである。
【００３１】
また、光感知素子は、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトカプラ、太陽電池のいずれかであることが好ましい。
この理由は、基板上において、表示に影響を与えない程度の比較的小さい面積で形成することができるためである。また、その種類によっては、基板上の他の部材と同時工程で形成することができるためである。
【００３２】
例えば、フォトダイオードは、光が照射されることによって、半導体等の材料内で光起電力を発生し、逆方向電流が発生する光電変換素子である。
光感知素子をフォトダイオード１１０とする場合には、例えば、図６に示すように、カソード電極１１１上に、電子（マイナス電荷）を多く含むＮ型半導体１１３と、電子と反対の性質を持つ電子の抜け殻である正孔（プラス電荷）を多く含むＰ型半導体１１５とを順次積層し、さらにＳＩＯ2１１９で被覆するとともに、ＳＩＯ2１１９の一部を介して、Ｐ型半導体１１５の一部にアノード電極１１７を電気的に接続して構成される。
このようなフォトダイオードを形成する際には、ＴＦＴ素子を備えた液晶装置の場合、ゲート電極とカソード電極、半導体層とＮ型半導体、コンタクト電極とＰ型半導体、ソース電極あるいはドレイン電極とアノード電極を、それぞれ同一の材料を用いて構成することができる。
【００３３】
また、フォトトランジスタは、装置の応答を制御する、Ｐ型半導体とＮ型半導体との接合面（ＰＮ接合）に光が入射するトランジスタに類似した固体素子であり、上述のフォトダイオードの出力をトランジスタで増幅する構造であり、フォトダイオードよりも大きな感度を持つものである。
光感知素子をフォトトランジスタ１２０とする場合には、例えば、図７に示すように、コレクタ電極１２１上にＮ型半導体１２３及びＰ型半導体１２５を積層し、ＳｉＯ2を被覆する点について、基本的にはフォトダイオードと同様の構成ではあるが、ＳＩＯ2層１２９の二つの孔部を介して、Ｐ型の半導体１２５層に、ベース電極１２７及びエミッタ電極１２６を電気的に接続して構成される。
このようなフォトトランジスタを形成する際には、ＴＦＴ素子を備えた液晶装置の場合、ゲート電極とコレクタ電極、半導体層とＮ型半導体、コンタクト電極とＰ型半導体、ソース電極あるいはドレイン電極とベース電極及びエミッタ電極を、それぞれ同一の材料を用いて構成することができる。
【００３４】
また、フォトカプラは、発光ダイオードと、フォトダイオード又はフォトトランジスタとを組み合わせて光を媒介とした結合素子であって、発光ダイオードとフォトダイオード又はフォトトランジスタとの間に遮光物体を介在させてあるものである。
光感知素子をフォトカプラ１３０とする場合には、例えば、図８に示すように、上述したような構成のフォトダイオード１１０又はフォトトランジスタ１２０と発光ダイオード１３１との間に遮光部材１３３を挟み込むようにして構成される。
このようなフォトカプラを形成する際には、上述したようにフォトダイオードやフォトトランジスタを構成するとともに、基板上の光反射膜と遮光部材とを同一の材料を用いて構成することができる。
【００３５】
また、太陽電池は、Ｐ型とＮ型との半導体を貼合わせ、それぞれに電極を接続した、日光を電気エネルギに変換するデバイスである。
光感知素子を太陽電池１４０とする場合には、例えば、図９に示すように、下部電極１４１上にＮ型半導体１４３とＰ型半導体１４５とを順次積層し、さらに太陽エネルギ（外光）が入射する複数の孔を設けた上部電極１４７を、Ｐ型半導体１４５に電気的に接続して構成される。
このような太陽電池を形成する際には、ＴＦＴ素子を備えた液晶装置の場合、ゲート電極と下部電極、半導体層とＮ型半導体、コンタクト電極とＰ型半導体、ソース電極あるいはドレイン電極と上部電極を、それぞれ同一の材料を用いて構成することができる。
なお、この太陽電池を光感知素子として使用した場合には、電源としても機能させることができることから、消費電力の低減にも資することができ、好ましい態様である。
【００３６】
また、これらの光感知素子によって検知された外光の強度をもとに、光源から出射する光の光学特性を制御する光制御部は、例えば、図４に示すように、光感知素子１１で検知された値と所定の基準値とを比較するとともに、検知された値と基準値との差に対応させて、光源１３から出射する光の光学特性を調整する補正回路１５とすることができる。
すなわち、外光の強度に対応させて、外光の強度が強い場合には光源から出射する光の強度が弱くなるように、また、外光の強度が弱い場合には光源から出射する光の強度が強くなるように、照度や白色度といった光学特性を制御することが可能となる。
【００３７】
４．光学特性の調整
以上例示したような光感知素子を液晶パネルの所定箇所に配置した液晶装置を用いて行う、光源から出射する光の光学特性の調整方法は以下のとおりである。
まず、所定箇所に配置された光感知素子によって、外光の強度を測定する。
次いで、光制御部において、測定された外光の強度の値を、あらかじめ定めた基準値と比較した上で、基準値よりも強度が低い場合には、光源から出射される光の強度が強くなるように制御し、基準値よりも強度が高い場合には、光源から出射される光の強度が弱くなるように制御する。例えば、単位時間当たりに電流を流す時間を変えたり、流す電流の大きさを変えたりすることにより、単位時間当たりの総電流値を制御する。また、このとき、液晶パネルの複数箇所に光感知素子を配置してある場合には、これらの複数の光感知素子で検知された強度の値を平均化して、所定の基準値と比較する。
このようにすることにより、外光の強度に対応した適正な強度を発する光学特性を示す光を光源から出射させることができるために、消費電力の無駄をできる限り少なくしつつ、最適な明るさの画像表示を実現することができる。
【００３８】
［第２実施形態］
第２実施形態は、電気光学パネルに入射させる光を出射する光源を備えた電気光学装置の製造方法である。
かかる電気光学装置の製造方法は、電気光学パネルを構成する基板上に光反射層を形成する工程と、基板上、又は基板に対向する基板上に、スイッチング素子、電気配線、及び電極のうちのいずれかを形成するとともに、併せて、光の強度を検知することができる光感知素子を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
以下、本実施形態の電気光学装置の製造方法として、第１実施形態で説明した液晶装置の製造方法を例に採って説明する。また、言うまでもないが、本発明は、第１実施形態と同様に、種々の電気光学装置を製造する際に適用することができる。
【００３９】
１．素子基板の製造
（１）光反射膜の形成
まず、ガラス基板等からなる基体上に、反射領域を規定する光反射膜を形成する。かかる光反射膜は、アルミニウム等の金属材料を蒸着した後、フォトリソグラフィ及びエッチング処理を施すことにより、所望のパターンの光反射膜を形成することができる。
【００４０】
（２）ＴＦＴ素子の形成
次いで、ＴＦＴ素子形成工程は、素子基板の基体上に金属膜および絶縁膜を形成し、パターニングすることにより、ＴＦＴ素子等のスイッチング素子を形成する工程である。
まず、スイッチング素子を形成するにあたり、ガラス基板からなる基体上に、ゲート電極を形成する。このゲート電極は、例えば、クロム、タンタル、モリブデン等の低抵抗材料から構成されており、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いて形成することができる。
【００４１】
次いで、このゲート電極上に、絶縁層としてのゲート絶縁膜を形成する。このゲート絶縁膜は、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯX）等の電気絶縁材料を積層させて形成することができる。
次いで、このゲート絶縁膜上に、ａ−Ｓｉ、多結晶シリコン、ＣｄＳｅ等の半導体材料を積層させて半導体層を形成することができる。さらに、この半導体層の両端部分に、ドープトａ−Ｓｉ等によりコンタクト電極を形成することができる。
最後に、このコンタクト電極と接触するように、ソース電極及びそれと一体をなすソースバス配線並びにドレイン電極を形成することができる。このとき、ソース電極、ソースバス配線及びドレイン電極は、例えばチタン、モリブデン、アルミニウム等の低抵抗材料を、スパッタリング法や電子ビーム蒸着法を用いることで形成することができる。
【００４２】
（２）画素電極等の形成
次いで、画素電極等形成工程は、ＴＦＴ素子が形成された基体上に、透明絶縁膜からなる保護膜と、透明導電膜からなる画素電極と、を順次形成する工程である。
より具体的には、まず、ＴＦＴ素子が形成してある基体上に、光硬化性樹脂等の樹脂材料を塗布するとともに、この樹脂層に対して所定のパターニングを施すことにより有機絶縁膜を形成する。
次いで、この有機絶縁膜内に設けられたコンタクトホールの周辺部であって、反射領域に相当する領域に対して、アルミニウム等の金属を蒸着した後、この膜に対して、フォトリソグラフィ及びエッチング法を施すことで、表示領域にマトリクス状の光反射層７９を形成する。一方、透過領域に相当する領域に対して、スパッタリング法等により透明導電膜することにより、画素電極を形成することができる。
最後に、このようにして得られた素子基板に対して、ポリイミド樹脂等からなる配向膜を形成するとともに、この配向膜にラビング処理を施すことにより、配向制御機能を持たせることができる。
【００４３】
（３）光感知素子の形成
ここで、本実施形態の液晶装置の製造方法においては、上述したＴＦＴ素子や画素電極等の形成と同時に、光感知素子を形成することを特徴とする。
より具体的には、まず、形成された光反射膜上の一部に絶縁膜を設け、当該絶縁膜上に、ゲート電極の形成と同時にカソード電極を形成する。次いで、カソード電極上に半導体層の形成と同時にＮ型半導体を形成する。すなわち、半導体層はＮ型半導体からなる。次いで、半導体層をドープしてコンタクト電極を形成するのと同時に、Ｎ型半導体の一部をドープして、Ｐ型半導体を形成する。次いで、ソース電極あるいはドレイン電極の形成と同時に、Ｐ型半導体の一部と電気的に接続されたアノード電極を形成する。このようにして、上述した素子基板の形成工程と同時工程で、光感知素子としてのフォトダイオードを形成することができる。
【００４４】
なお、Ｐ型半導体上に形成する電極の構成を変形することにより、フォトトランジスタとしたり太陽電池としたりすることもでき、また、隣接して発光ダイオードを形成するとともに、発光ダイオードとフォトダイオード又はフォトトランジスタとの間に遮光部材を配置することにより、フォトカプラとして構成することもできる。
さらに、同時工程で形成することは困難であるが、ＴＦＤ素子を有する素子基板や、対向基板としてのカラーフィルタ基板を形成する際にも、上述の工程順で光感知素子を形成することができる。
【００４５】
２．対向基板の製造
（１）着色層等の形成
着色層等形成工程は、対向基板の基体上に着色層、遮光膜及び保護膜を順次形成する工程である。
より具体的には、まず、基体上に、顔料や染料等の着色材を分散させた樹脂材料からなる感光性樹脂を基板上に塗布し、この感光性樹脂に対してパターン露光及び現像処理を順次施すことにより着色層を形成することができる。なお、かかる露光及び現像処理は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれの色毎に繰り返すことで、着色層を形成することができる。
【００４６】
次いで、それぞれの画素領域の境界領域に遮光膜を形成する。この遮光膜に用いられる材料としては、例えば、クロム（Ｃｒ）やモリブテン（Ｍｏ）等の金属膜を使用したり、あるいは、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の着色材を共に樹脂その他の基材中に分散させたものや、黒色の顔料や染料等の着色材を樹脂その他の基材中に分散させたものなどを用いたりすることができる。
例えば、金属膜を用いて遮光膜を形成する場合には、クロム（Ｃｒ）等の金属材料をスパッタリング法等により基体上に積層した後、所定のパターンに合わせてエッチング処理することにより形成する。
【００４７】
次いで、着色層や遮光膜等が形成された対向基板上に、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂等を用いて、全面的に層厚調整層を形成する。この層厚調整層４１は、透過領域（Ｔ）と反射領域（Ｒ）とのリタデーション調整のための層であって、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等の樹脂材料に対して所定のパターニングを施すことにより形成される。
【００４８】
（２）対向電極等の形成
対向電極等形成工程は、対向基板に形成された保護膜上に、透明導電材料等からなる対向電極を形成する工程である。
より具体的には、着色層及び遮光膜が形成された基体上に、スパッタリング法等により透明導電膜を積層した後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により、表示領域全面に対向電極を形成する。
さらに、この対向電極が形成された基板表面に、ポリイミド樹脂等からなる配向膜を形成することで、対向基板を形成することができる。
ここで、素子基板に用いられるスイッチング素子が、ＴＦＴ素子（Thin Film Transistor）の場合には、この対向電極は、それぞれのセル領域に対応した面状電極としてパターニングされる。
【００４９】
３．貼合わせ及び液晶材料の配置
次いで、素子基板に対して、エポキシ樹脂等を主成分とするシール材を塗布した後、スクリーン印刷やディスペンサにより、表示領域を囲むようにパターニングすることでシール材を形成する。このとき、シール材の一部に、液晶材料を注入するための液晶注入口を形成することで、後述する液晶配置工程において、間隙内に液晶材料を注入させることができるようになる。
次いで、対向基板と、シール材が形成された素子基板と、を重ね合わせて接合させた後、加熱しながら加圧保持して、対向基板と素子基板とを貼合せることにより、液晶注入口を備えた一対の基板が形成される。
【００５０】
次いで、真空チャンバ内において、一対の基板のシール材に設けられた液晶注入口を、液晶材料の液面に接触させる。
次いで、真空チャンバに設けられた開放弁を開くことで、真空チャンバ内を大気開放させる。これにより、液晶材料の液面には、外気圧と間隙内圧との圧力差に相当する力が間隙内側方向に加わることとなり、かかる液晶材料は間隙内部に注入される。
次いで、液晶注入口を封止材にて封止する。この封止材については、特に制限されるものではないが、シール材同様、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂あるいは紫外線硬化性樹脂等を用いることが好ましい。
【００５１】
貼合わせ及び液晶材料の配置は上述した液晶注入法に限られず、例えば、一対の基板のうちの一方の基板上に枠状のシール材を形成し、他方の基板における枠状のシール材の内側領域に対応させて液晶材料を滴下した上で、互いに貼り合わせることによっても、液晶材料の配置が可能である。いわゆる封口レス型の液晶注入法である。
【００５２】
４．組立工程
次いで、上述した方法により得られた液晶パネルにおいて、対向基板及び素子基板のそれぞれの外面に所定の偏光板や位相差板を配置する。また、素子基板上の張り出し部に、半導体素子等の電子部品を実装したり、フレキシブル回路基板やバックライト等を接続したりするとともに、筐体に組み込むことで図１に示すような液晶装置１０を製造する。より具体的には、素子基板６０の張り出し部６０Ｔ上に、走査線７５と端子６７とを電気接続するように半導体素子９１を実装するとともに、この端子６７の端部に、フレキシブル基板９３を電気接続することで、液晶装置１０が形成される。
このとき、素子基板上に形成した光感知素子と電気的に接続されるように、光感知素子で測定された外光の強度に対応して、光源から出射する光の光学特性を制御するための補正回路が形成された回路基板を接続することにより、光源から出射される光の光学特性を自動調整することが可能になる。
【００５３】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態は、第１実施形態の電気光学装置を備えた電子機器である。
図１０は、本実施形態の電子機器の全体構成を示す概略構成図である。この電子機器は、液晶装置に備えられた液晶パネル２０と、これを制御するための制御手段２００とを有している。また、図１０中では、液晶パネル２０を、パネル構造体２０Ａと、半導体素子（ＩＣ）等で構成される駆動回路２０Ｂと、に概念的に分けて描いてある。また、制御手段２００は、表示情報出力源２０１と、表示処理回路２０２と、電源回路２０３と、タイミングジェネレータ２０４とを備えている。
また、表示情報出力源２０１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ２０４によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示処理回路２０２に供給するように構成されている。
【００５４】
また、表示処理回路２０２は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫと共に駆動回路２０Ｂへ供給する。さらに、駆動回路２０Ｂは、第１の電極駆動回路、第２の電極駆動回路及び検査回路を含めることができる。また、電源回路２０３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する機能を有している。
そして、本実施形態の電子機器であれば、大型化を防ぐとともに、外光の強度に応じて光源から出射される光の光学特性を調整して、消費電力を抑えることができる電気光学装置を備えるために、消費電力の低減を図り、かつ小型化された電子機器とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の電気光学装置及び電子機器によれば、大型化を防ぐとともに、外光の強度に応じて光源から出射される光の光学特性を調整して、消費電力を抑えることができる電気光学装置を効率的に提供することができる。
したがって、液晶装置やそれを用いた電子機器、例えば、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等をはじめとして、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、電気泳動装置、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、タッチパネルを備えた電子機器や、電子放出素子を使用した装置（ＦＥＤ:Field Emission DisplayやＳＣＥＥＤ：Surface-Conduction Electron-Emitter Display）、プラズマディスプレイ装置、有機エレクトロルミネッセンス装置及び無機エレクトロルミネッセンス装置等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】第１実施形態の液晶装置を示す概略斜視図である。
【図２】第１実施形態の液晶装置に使用される液晶パネルの断面図である。
【図３】第１実施形態の液晶装置の概略断面図である。
【図４】第１実施形態の液晶装置のブロック図である。
【図５】光感知素子の配置位置を説明するために供する図である。
【図６】光感知素子としてのフォトダイオードの構成例を示す図である。
【図７】光感知素子としてのフォトトランジスタの構成例を示す図である。
【図８】光感知素子としてのフォトカプラの構成例を示す図である。
【図９】光感知素子としての太陽電池の構成例を示す図である。
【図１０】第３実施形態の電子機器の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】従来の液晶装置の光センサの配置を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０：液晶装置、１１：光感知素子、１３：光源、１５：光制御部、２０：液晶パネル、３０：対向基板（カラーフィルタ基板）、６０：素子基板、６３：画素電極、６６：ドレイン電極、６９：ＴＦＴ素子、７１：ゲート電極、７２：ゲート絶縁膜、７３：ソース電極、７５：走査線、７７：コンタクト層、８１：有機絶縁膜、８３：コンタクトホール、８７：位相差板、８８：光反射膜、８９：偏光板、１１０：フォトダイオード、１２０：フォトトランジスタ、１３０：フォトカプラ、１４０：太陽電池
【図１】
2007086265.tif 000003
【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】
2007086265.tif 000010
【図９】
2007086265.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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