(57)【要約】【課題】例えば、指示手段の位置を正確に特定可能なタッチパネル機能を有する表示装置を簡便な製造プロセスで形成する。【解決手段】ワイヤーグリッド２３０は、ＴＦＴアレイ基板１０上において、画像表示領域１０ａのうち中間層１５０ａ´が形成された領域を除く他の領域に設けられた電極９３及び９４と同層に形成されている。したがって、液晶装置１では、電極９３及び９４を形成する工程と共通の工程によってワイヤーグリッド２３０を形成可能であり、染料を基板に塗布することにいって偏光層を形成する場合に比べて、液晶装置の製造プロセスを簡便にすることが可能であり、煩雑な工程を経ることなく、光量調節部を形成可能である。【選択図】図９
2009048145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板と、
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基板上の表示領域に形成され、且つ受光層を各々有する複数の受光素子と、
前記第１基板及び前記第２基板間に挟持された液晶層のうち前記受光層に重なる液晶部分を各々有するように前記表示領域に形成されており、前記第２基板の両面のうち前記液晶層に臨まない面であり、且つ指示手段によって指示される表示面から前記複数の受光層の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、
前記光量調節部は、前記液晶部分、並びに、前記液晶部分を挟んで相互に向かい合う第１電極及び第２電極から構成された液晶素子と、前記受光層及び前記液晶層間において前記受光層に重なる第１偏光層と、前記液晶層から見て前記第２基板側に形成された第２偏光層とを有し、
前記第１偏光層は、前記第１基板上において、前記液晶部分と前記受光素子の間に形成されたワイヤーグリッドであること
を特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記ワイヤーグリッドは、前記第１基板上において、前記表示領域のうち前記受光層が形成された一の領域を除く他の領域に設けられた導電膜と同層に形成されていること
を特徴とする請求項１記載の液晶装置。
【請求項３】
前記導電膜は、前記他の領域に形成されたデータ線用配線膜であること
を特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記導電膜は、前記他の領域に形成された走査線用配線膜であること
を特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
【請求項５】
第１基板と、
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基板上の表示領域に形成され、且つ受光層を各々有する複数の受光素子と、
前記第１基板及び前記第２基板間に挟持された液晶層のうち前記受光層に重なる液晶部分を各々有するように前記表示領域に形成されており、前記第２基板の両面のうち前記液晶層に臨まない面であり、且つ指示手段によって指示される表示面から前記複数の受光層の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、
前記光量調節部は、前記液晶部分、前記液晶部分から見て前記第２基板側に設けられた第２電極、及び、前記液晶部分から見た前記第１基板側において前記第２電極に対向する第１電極として兼用され、且つ前記受光層に重なるワイヤーグリッドを有する液晶素子と、
前記液晶層から見て前記第２基板側に形成された偏光層とを有すること
を特徴とする液晶装置。
【請求項６】
前記ワイヤーグリッドは、前記表示領域に設けられた複数の画素部の夫々が有する画素電極と同層に形成されていること
を特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
【請求項７】
基板と、
前記基板上の画像検出領域に形成された受光層を各々有する複数の受光素子と、
前記基板上において前記画像検出領域に形成されており、前記複数の受光素子の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、
前記光量調節部は、前記基板上において、前記画像検出領域のうち前記受光層が形成された一の領域の除く他の領域に設けられた導電膜と同層に形成されたワイヤーグリッドであること
を特徴とするイメージセンサ。
【請求項８】
請求項１乃至６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、指等の指示手段が表示面を指示することによって当該表示面を介して各種情報を入力可能な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、並びにイメージセンサ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、及び指等の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によって検知され、当該液晶装置への情報の入力が可能になっている。例えば、非特許文献１によれば、低温ポリシリコン（Low Temperature Poly Silicon：LTPS）を有するＴＦＴからなる駆動回路の動作によって画像を表示可能な液晶装置であって、各画素に配置された光センサによって取得された指示手段の画像に基づいて各種情報を入力可能なタッチパネル機能を有する液晶装置が開示されている。
【０００３】
このような液晶装置に搭載される光センサは、例えばフォトダイオード及び容量が相互に電気的に接続された回路構造を含んで構成されている。容量に蓄積された電荷は、入射光を受光したフォトダイオードに発生した光電流に応じて放電され、当該放電によって変化した電位に基づいて画像の階調レベルが特定される。より具体的には、例えば、画像が表示される表示領域のうち指示手段に重なる領域に配置された光センサ、言い換えれば指示手段の影に重なる領域に配置された光センサは、指示手段の影に対応した入射光の光量を検出し、指示手段に重ならない領域に配置された光センサは、指示手段によって遮られない外光を入射光としてその光量を検出し、光量の差に応じた各画像部分の階調レベルに差が設けられた画像が取得される。したがって、この種の液晶装置では、画像を表示する表示面から入射する入射光の光量を検出し、各光センサによって検出された入射光の光量の夫々に応じて階調レベルが特定された画像部分からなる画像に基づいて指示手段の位置が特定可能になる。
【０００４】
この種の液晶装置に搭載される光センサによって検出可能な光量の検出可能範囲、即ち、入射光の光量に応じた光電流を生成可能な入射光の光量の範囲は、光センサの設計によって規定されている。したがって、光センサが、検出可能範囲より高い光量を有する入射光を受光した場合、光量に応じて生成される光電流が飽和状態となり、光電流に応じて生じる電圧の変化が発生しなくなるため、指示手段の画像部分を他の画像部分と識別できなくなる。
【０００５】
また、液晶装置の表示領域において、指示手段とは異なる他の部分が当該指示手段に重なっている場合には、指示手段及び他の部分の夫々の影を相互に識別できなくなる。
【０００６】
光センサによって受光された入射光の光量に基づいて、画像が白画像部分（階調レベルが高い明るい画像）及び黒画像部分（階調レベルが低い暗い画像）の一方のみによって構成されている場合には、表示領域に形成された複数の光センサに入射する入射光の光量を一様に調節することによって、光センサに検出される光量が検出可能範囲に入るように入射光の光量を調節し、指示手段の画像部分を他の画像部分と識別できるように画像の階調レベルを調整する方法も考えられる。
【０００７】
また、この種の液晶装置では、通常、液晶装置の両側の夫々に２枚の偏光板が配置されている。特許文献１によれば、水溶性の二色性染料が溶解された水溶液を基板上の一方向に沿って塗布することによって偏光層が作り込まれた液晶装置が開示されている。特許文献２は、偏光層の一例としてワイヤーグリッドを開示している。
【０００８】
【非特許文献１】Touch Panel Function Integrated LCD Using LTPS Technology，N.Nakamura et al，IDW/AD'05 p.1003-1006
【特許文献１】特開２００３−３３００１３号公報
【特許文献２】特開２００７−１７５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、この種の液晶装置では、指示手段の周囲の環境、より具体的には外光の光強度、或いは指示手段に重なる他の部分（即ち、ノイズ）の存在によって白画像部分及び黒画像部分を含む画像が取得された場合には、白画像部分及び黒画像部分のどちらの画像部分に指示手段の画像部分が含まれているかを特定することが困難となり、指示手段の画像部分を他の画像部分と識別することによって指示手段の位置を特定することが困難になる技術的問題点が生じる。
【００１０】
特に、指示手段の画像部分を含む画像の画像データが、指示手段の画像部分を識別可能な程度の階調レベルを有している場合には、画像データに各種演算処理を施すことによって指示手段の画像部分を他の部分と識別することも可能であるが、光センサによる光量の検出可能範囲を外れた光量が検出された際には、演算処理によって指示手段の画像部分を特定可能な階調データを含む画像データすら取得できなくなる。
【００１１】
ここで、光学系の途中にメカニカルな絞り機構及びシャッタ機構を有するカメラ等の撮像装置と同様に、各光センサ部に絞り機構及びシャッタ機構を設けることも考えられるが、入射光の光路に沿って光センサ部の受光側に絞り機構等を設けるスペースを確保することは困難である。特に、この種の液晶装置では、光センサ部は液晶装置の表示領域に設けられる必要があるため、液晶装置の表示性能、より具体的には、表示領域において画像を表示する際に実質的に寄与する表示光が透過する開口領域を狭めることなく、絞り機構等を設けるためのスペースを確保することは難しい。
【００１２】
また、仮に、各光センサ部に対応して絞り機構及びシャッタ機構を設けることができたとしても、これら絞り機構及びシャッタ機構を構成する光学系を製造するプロセスは簡便であるほうが、液晶装置の製造プロセス及びコストの観点から見ても好ましい。
【００１３】
尚、検出対象物の画像を検出するイメージセンサでも、タッチパネル機能を有する液晶装置と同様に、検出対象物の画像部分を他の画像部分と識別して検出することが困難になる技術的問題点がある。加えて、液晶装置と同様に、イメージセンサの製造プロセスを煩雑化させることなく検出対象物の検出感度を高める技術に対する要請もある。
【００１４】
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、製造プロセスの煩雑化させることなく形成可能であり、指等の指示手段の位置を正確に特定することによって、指等の指示手段を介して各種情報を正確に入力可能な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、並びに、製造プロセスを煩雑化させることなく、検出対象の画像部分を他の画像部分と正確に識別して検出できるイメージセンサ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】
【００１５】
本発明の第１の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基板に対向するように配置された第２基板と、前記第１基板上の表示領域に形成され、且つ受光層を各々有する複数の受光素子と、前記第１基板及び前記第２基板間に挟持された液晶層のうち前記受光層に重なる液晶部分を各々有するように前記表示領域に形成されており、前記第２基板の両面のうち前記液晶層に臨まない面であり、且つ指示手段によって指示される表示面から前記複数の受光層の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、前記光量調節部は、前記液晶部分、並びに、前記液晶部分を挟んで相互に向かい合う第１電極及び第２電極から構成された液晶素子と、前記受光層及び前記液晶層間において前記受光層に重なる第１偏光層と、前記液晶層から見て前記第２基板側に形成された第２偏光層とを有し、前記第１偏光層は、前記第１基板上において、前記液晶部分と前記受光素子の間に形成されたワイヤーグリッドである。
【００１６】
本発明に係る液晶装置によれば、第１基板は、例えば、低温ポリシリコン層等の半導体層を含むＴＦＴ等の半導体素子が形成されたＴＦＴアレイ基板であり、第２基板は、液晶層を介してＴＦＴアレイ基板に対向するように配置された対向基板である。複数の受光素子は、例えば、受光層の両側にＰ型領域及びＮ型領域を備えたＰＩＮダイオードであり、第１基板上に形成された複数の画素部によって構成された表示領域に形成されている。
【００１７】
複数の光量調節部は、第１基板及び第２基板間に挟持された液晶層のうち受光層に重なる部分を各々有するように表示領域に形成されており、第２基板の両面のうち液晶層に臨まない面であり、且つ指示手段によって指示される表示面から複数の受光層の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能である。
【００１８】
より具体的には、受光層に重なる液晶部分の配向状態は、第１電極及び第２電極の夫々の電位差に応じた電圧によって制御され、該変調された入射光の光量が調節される。ここで、「光量」とは、入射光の光強度、及び入射光が照射される照射時間の夫々によって規定される入射光の光エネルギーの合計をいい、例えば、カメラ等の撮像装置における露光量に相当する物理量を意味する。加えて、第１偏光層として液晶部分及び受光素子間に形成されたワイヤーグリッドと第２偏光層とが、入射光の光路に沿って液晶素子の前後の夫々に配置されているため、各光量調節部において液晶部分の配向状態を制御することによって表示光の光強度を制御する場合と同様に、光センサ部に入射する入射光の光量を調節できる。
【００１９】
また、複数の光量調節部の夫々は、各受光素子に互いに独立して入射光の光量を調節可能であるため、表示面から入射する入射光の光量の夫々が、各受光素子が光量を検出可能な検出可能範囲から外れている場合であっても、受光素子を含む光センサ部毎に、或いは任意の個数の光センサ部を一群とする群毎に、各受光素子に入射する入射光の光量が検出可能範囲に入るように光量を調節可能である。
【００２０】
特に、表示領域内の複数の領域の夫々において、指示手段に照射される外光等の環境の変化に起因して指示手段をその周囲と識別できない場合、より具体的には、例えば外光の光量が強すぎることによって、表示面において指示手段の影が投影される領域と、その領域の周囲の領域との夫々に入射する入射光の光量が光センサによる光量の検出可能範囲から外れている場合には、指示手段の影が投影される領域とその領域の周囲の領域との夫々に入射する入射光の光量が検出可能範囲にシフトされるように各光量調節部が光量を調節する。つまり、複数の光量調節部の夫々は、各受光素子に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な絞り機構として機能する。
【００２１】
よって、本発明に係る液晶装置によれば、受光素子に入射する入射光の光量が、例えば受光素子を含む光センサ部の検出可能範囲から外れている場合でも、当該検出可能範囲に光量が含まれるように入射光の光量を調節可能である。したがって、光量調節部によって光量が調節されることなく、入射光が受光素子に入射する場合には識別できなかった指示手段を識別でき、表示面上の表示領域における指示手段の位置を特定できる。加えて、複数の光量調節部の夫々が互いに独立して光量を調節できるため、外光の光強度が表示領域内の各領域で相互に異なる場合であっても、受光素子を含む光センサ部による検出可能範囲から光量が外れている領域について選択的に光量を調節可能であり、指示手段の位置を特定する精度を高めることが可能である。
【００２２】
加えて、本発明に係る液晶装置では、光量調節部は、画像を表示するための表示光を変調する液晶層のうち受光層に重なる液晶部分の配向状態を制御することによって入射光の光量を調節する。したがって、本発明に係る液晶装置は、光学系の途中にメカニカルな絞り機構が設けられたカメラ等の撮像装置と異なり、本来画像を表示するために用いられる液晶層の一部を利用して入射光の光量を調節でき、液晶装置内に絞り機構を設けるためのスペースを確保しなくても入射光の光量を調節可能である。
【００２３】
本発明の第１の発明に係る液晶装置の一の態様では、前記ワイヤーグリッドは、前記第１基板上において、前記表示領域のうち前記受光層が形成された一の領域を除く他の領域に設けられた導電膜と同層に形成されていてもよい。
【００２４】
この態様によれば、他の領域に設けられた導電膜と共通の工程によってワイヤーグリッドを形成可能である。したがって、染料を基板に塗布することにいって第１偏光層を形成する場合に比べて、液晶装置の製造プロセスを簡便にすることが可能であり、煩雑な工程を経ることなく、光量調節部を形成可能である。
【００２５】
尚、他の領域は、第１基板上において表示領域内の一の領域を除く領域であれば、表示領域内に限定されるものではなく、第１基板上の表示領域の周辺に延びる領域であってもよい。導電膜は、液晶装置に設計上組み込まれるべき回路部、或いは配線部のように液晶装置の構成要素として他の領域に形成されたものである。
【００２６】
つまり、本発明に係る液晶装置によれば、第１偏光層は、第１基板上において、表示領域のうち受光層が形成された一の領域を除く他の領域に設けられた導電膜と同層に形成されたワイヤーグリッドであるため、液晶装置の製造プロセスを煩雑化させることなく、光量調節部を液晶装置に作り込むことが可能である。
【００２７】
本発明の第１の発明に係る液晶装置の一の態様では、前記導電膜は、前記他の領域に形成されたデータ線用配線膜であってもよい。
【００２８】
この態様によれば、例えば、調節制御ＴＦＴのソース電極及びドレイン電極に接続するデータ線用配線膜を形成する工程と共通の工程によってワイヤーグリッドを形成可能である。このようなワイヤーグリッドは、例えば、入射光の波長と同程度の間隔でグリッドが並ぶように、第１基板上の所定の層上に形成された導電膜をデータ線用配線膜と並行して、或いは相前後してパターニングすることによって形成可能である。
【００２９】
本発明の第１の発明に係る液晶装置の他の態様では、前記導電膜は、前記他の領域に形成された走査線用配線膜であってもよい。
【００３０】
この態様によれば、走査線用配線膜を形成する工程と共通の工程によってワイヤーグリッドを形成可能である。尚、他の領域に形成されたトランジスタ素子は、例えば、画素スイッチング用ＴＦＴでもよいし、光量調節部の動作を制御する制御用ＴＦＴでもよい。また、受光素子と共に光センサ部を構成するＴＦＴであってもよい。
【００３１】
本発明の第２の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基板に対向するように配置された第２基板と、前記第１基板上の表示領域に形成され、且つ受光層を各々有する複数の受光素子と、前記第１基板及び前記第２基板間に挟持された液晶層のうち前記受光層に重なる液晶部分を各々有するように前記表示領域に形成されており、前記第２基板の両面のうち前記液晶層に臨まない面であり、且つ指示手段によって指示される表示面から前記複数の受光層の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、前記光量調節部は、前記液晶部分、前記液晶部分から見て前記第２基板側に設けられた第２電極、及び、前記液晶部分から見た前記第１基板側において前記第２電極に対向する第１電極として兼用され、且つ前記受光層に重なるワイヤーグリッドを有する液晶素子と、記液晶層から見て前記第２基板側に形成された偏光層とを有する。
【００３２】
本発明に係る液晶装置によれば、上述の液晶装置と同様に、受光素子に入射する入射光の光量が、例えば受光素子を含む光センサ部の検出可能範囲から外れている場合でも、当該検出可能範囲に光量が含まれるように入射光の光量を調節可能である。したがって、光量調節部によって光量が調節されることなく、入射光が受光素子に入射する場合には識別できなかった指示手段を識別でき、表示面上の表示領域における指示手段の位置を特定できる。加えて、複数の光量調節部の夫々が互いに独立して光量を調節できるため、外光の光強度が表示領域内の各領域で相互に異なる場合であっても、受光素子を含む光センサ部による検出可能範囲から光量が外れている領域について選択的に光量を調節可能であり、指示手段の位置を特定する精度を高めることが可能である。
【００３３】
加えて、本発明に係る液晶装置では、光量調節部は、画像を表示するための表示光を変調する液晶層のうち受光層に重なる液晶部分の配向状態を制御することによって入射光の光量を調節する。したがって、本発明に係る液晶装置は、光学系の途中にメカニカルな絞り機構が設けられたカメラ等の撮像装置と異なり、本来画像を表示するために用いられる液晶層の一部を利用して入射光の光量を調節でき、液晶装置内に絞り機構を設けるためのスペースを確保しなくても入射光の光量を調節可能である。
【００３４】
また、本発明に係る液晶装置によれば、ワイヤーグリッドが、前記液晶部分から見た前記第１基板側において前記第２電極に対向する第１電極として兼用されているため、前記液晶層から見て前記第２基板側に形成された偏光層に対向する他の偏光層を塗布法等で形成する場合に比べて、液晶装置の製造プロセスを簡略化できる。
【００３５】
本発明の第２の発明に係る液晶装置の一の態様では、前記ワイヤーグリッドは、前記表示領域に設けられた複数の画素部の夫々が有する画素電極と同層に形成されていてもよい。
【００３６】
この態様によれば、例えば、ＩＴＯ等と透明導電材料を用いて、画素電極を形成する工程と共通の工程によってワイヤーグリッドを形成可能である。
【００３７】
本発明の第３の発明に係るイメージセンサは上記課題を解決するために、基板と、前記基板上の画像検出領域に形成された受光層を各々有する複数の受光素子と、前記基板上において前記画像検出領域に形成されており、前記複数の受光素子の夫々に入射する入射光の光量を互いに独立して調節可能な複数の光量調節部とを備え、前記光量調節部は、前記基板上において、前記画像検出領域のうち前記受光層が形成された一の領域の除く他の領域に設けられた導電膜と同層に形成されたワイヤーグリッドである。
【００３８】
本発明に係るイメージセンサによれば、上述した液晶装置と同様に、検出対象物の画像部分を他の画像部分と識別できる画像を取得でき、検出対象物を検出する検出性能を高めることが可能である。加えて、イメージセンサの製造プロセスを煩雑化させることもない。
【００３９】
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。
【００４０】
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、タッチパネル機能を有し、且つ高品位の表示が可能な、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、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、例えば電子ペーパ等も実現することが可能である。
【００４１】
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】
【００４２】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る液晶装置、イメージセンサ、及び電子機器の各実施形態を説明する。
【００４３】
＜第１実施形態＞
＜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、本発明の第１の発明に係る液晶装置の一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。
【００４４】
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と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素部が設けられた表示領域である画像表示領域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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
液晶装置１は、データ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４、及びセンサ用走査回路２０４を備えている。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おいて、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辺の一方に沿い、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。センサ用走査回路２０４は、画像表示領域１０ａを介して走査線駆動回路１０４に向かい合うように設けられている。走査線駆動回路１０４及びセンサ用走査回路２０４は、額縁遮光膜５３に覆われるように形成された複数の配線１０５によって相互に電気的に接続されている。
【００４８】
ＴＦＴアレイ基板１０上の周辺領域には、後述する光センサ部から出力された出力信号を処理するとともに、光量調整部による光量の絞り量を制御する回路部を含む制御回路部２０１が形成されている。制御回路部２０１または後述するその機能の一部である受光信号処理回路部２１５は画像表示領域１０ａとの接続を簡単にするためにデータ線駆動回路１０１と一体に形成することが好ましい。
【００４９】
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（ＦＰＣ）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。
【００５０】
対向基板２０の４つのコーナー部には、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０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及び対向基板２０間で電気的な導通をとることができる。
【００５１】
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。
【００５２】
液晶装置１は、本発明の「第２偏光層」の一例である第２偏光板３０２、第３偏光板３０３、及びバックライト２０６を備えている。第２偏光板３０２は、対向基板２０上に配置されている。第３偏光板３０３は、ＴＦＴアレイ基板１０の図中下側においてバックライト２０６及びＴＦＴアレイ基板１０間に配置されている。液晶装置１は、その動作時に、第２偏光板３０２の両面のうち対向基板２０に臨まない側に位置する表示面３０２ｓに画像を表示する。
【００５３】
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等の回路部に加えて、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が形成されていてもよい。
【００５４】
＜１−２：液晶装置の回路構成＞
次に、図３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る。
【００５５】
図３において、液晶装置１は、データ線駆動回路部１０１、走査線駆動回路部１０４、センサ感度調整回路部２０５、センサ用走査回路２０４、受光信号処理回路２１５、画像処理回路部２１６、及び表示部１１０を備えている。図１に示した制御回路部２０１は、センサ感度調整回路部２０５、受光信号処理回路部２１５及び画像処理回路部２１６を含んで構成されている。
【００５６】
表示部１１０は、後述するようにマトリクス状に配列された複数の画素部７２から構成されている。データ線駆動回路１０１及び走査線駆動回路１０４は、走査信号及び画像信号を所定のタイミングで表示部１１０に供給し、各画素部を駆動する。
【００５７】
センサ用走査回路部２０４は、液晶装置１の動作時に、後述する光センサ部を動作させるための信号を各光センサ部に供給する。受光信号処理回路部２１５は、ＴＦＴアレイ基板１０上の画像表示領域１０ａに設けられた光センサ部から出力された受光信号を処理する。
【００５８】
画像処理回路部２１６は、受光信号処理回路部２１５から供給された処理済信号に基づいて構成される画像データを処理する。画像処理回路部２１６は、表示部１１０が有する複数の光センサ部の夫々の受光信号に基づいて特定された画像から、表示面３０２ｓを指示する指等の指示手段を識別できた場合には、画像表示領域１０ａにおいて表示面３０２ｓを指示する指示手段の位置を特定し、特定された指示手段の位置をタッチ位置情報として外部回路部に出力する。他方、画像処理回路部２１６は、指示手段の位置が特定できない場合には、光センサ部の感度を補正するための補正信号をデータ線駆動回路１０１に供給する。この補正信号に基づいて、後述する光量調節部が入射光の光量を絞る絞り量が光量調節部毎に調節される。
【００５９】
＜１−３：画素部の構成＞
次に、図４乃至図１１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４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る。図５は、図４に示した光検出回路部の電気的な構成を詳細に示した回路図である。図６は、画素部の図式的平面図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ´断面図である。図８は、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ´断面図である。図９は、図６のＩＸ−ＩＸ´断面図である。図１０は、図９に示した断面を詳細に示した断面図である。尚、図４では、ＴＦＴアレイ基板１０上にマトリクス状に配置された複数の画素部のうち実質的に画像の表示に寄与する部分の回路構成と共に光検出回路部を示している。図７乃至図１０では、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、該各層・各部材ごとに縮尺を異ならしめてある。
【００６０】
図４を参照しながら、画素部７２の回路構成を説明する。図４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おり、画像表示領域１０ａに形成された複数の光検出回路部２５０の夫々に電気的に接続されている。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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。容量電極線３００は、蓄積容量７０が有する一対の電極のうち固定電位側の電極である。
【００６５】
次に図５を参照しながら、光検出回路部の詳細な回路構成を説明する。
【００６６】
図５において、光検出回路部２５０は、光量調節部８２及び光センサ部１５０を備えている。
【００６７】
光量調節部８２は、本発明の「液晶素子」の一例である液晶素子５０ｂ、調節制御ＴＦＴ１３０、及び蓄積容量１７０を備えて構成されている。光量調節部８２は、複数の光検出回路部２５０の夫々に含まれており、制御回路部２０１の制御下において、画像表示領域１０ａにおいて互いに独立してその動作が制御される。
【００６８】
液晶素子５０ｂは、調節制御ＴＦＴ１３０及び蓄積容量１７０の夫々に電気的に接続されており、液晶素子５０ｂが有する液晶部分の配向状態が調節制御ＴＦＴ１３０によって制御され、後に詳細に説明するように光センサ部１５０に入射する入射光の光量を調節する。蓄積容量１７０が有する一対の容量電極の一方は、固定電位線３００に電気的に接続されている。
【００６９】
調節制御ＴＦＴ１３０のゲート及びソースの夫々は、走査線３ａ及び信号線６ａ１の夫々に電気的に接続されている。調節制御ＴＦＴ１３０は、走査線３ａを介して供給された選択信号が供給されることによってそのオンオフが切り換え可能に構成されている。調節制御ＴＦＴ１３０は、そのオンオフに応じて信号線６ａ１を介して供給された調節信号を液晶素子５０ｂに供給する。液晶素子５０ｂは、調節信号に応じて液晶部分の配向状態が制御されることによって光センサ部１５０に入射する入射光の光量を調節する。
【００７０】
光センサ部１５０は、フォトダイオード等の受光素子１５１、蓄積容量１５２、リセットＴＦＴ１６３、信号増幅用ＴＦＴ１５４、及び出力制御用ＴＦＴ１５５を備えて構成されている。
【００７１】
受光素子１５１は、画像表示領域１０ａにおいて液晶装置１の表示面３０２ｓから入射する入射光Ｌ２のうち光調節部８２によって光量が調節された入射光Ｌ２´（図７乃至図９参照。）を受光する。リセット用ＴＦＴ１６３のソース、ゲート及びドレインの夫々は、受光素子１５１、リセット用信号線３５０、及び信号増幅用ＴＦＴ１５４の夫々に電気的に接続されている。信号増幅用ＴＦＴ１５４のソース、ゲート及びドレインの夫々は、電源線３５１、受光素子１５１、及び出力制御用ＴＦＴ１５５の夫々に電気的に接続されている。出力制御用ＴＦＴ１５５のソース、ゲート及びドレインの夫々は、信号増幅用ＴＦＴ１５４、選択信号線３５３、及び読み出し信号線６ａ２の夫々に電気的に接続されている。
【００７２】
受光素子１５１が入射光を受光した際には、受光素子１５１に光電流が生じ、リセット用ＴＦＴ１６３、電圧増幅用ＴＦＴ１５４、及び出力制御用ＴＦＴ１５５の夫々の動作に応じて、受光素子１５１に電気的に接続された電源線３５２及びノードａ間の電圧に対応した信号が読み出し信号線６ａ２に読み出される。
【００７３】
次に、図６乃至図１０を参照しながら、画素部の具体的な構成を説明する。
【００７４】
図６において、画素部７２は、Ｘ方向に沿って配列された３つのサブ画素部７２Ｒ、７２Ｇ及び７２Ｂ、並びに、光検出回路部２５０を有している。
【００７５】
サブ画素部７２Ｒ、７２Ｇ及び７２Ｂサブ画素部の夫々は、開口部７３Ｒ、７３Ｇ及び７３Ｂの夫々を有している。液晶装置１の動作時において、開口部７３Ｒ、７３Ｇ及び７３Ｂの夫々から赤色光、緑色光、及び青色光の夫々が出射されることによって液晶装置１によるカラー画像の表示が可能になる。加えて、サブ画素部７２Ｒ、７２Ｇ及び７２Ｂの夫々は、各サブ画素部をスイッチングするＴＦＴ３０を有している。
【００７６】
光検出回路部２５０は、調節制御ＴＦＴ１３０、開口部８３、及びＴＦＴ回路部８０を有している。受光素子１５１を含む光センサ部は、表示面３０２ｓに入射する入射光を検出する。ＴＦＴ回路部８０は、リセット用ＴＦＴ１６３、電圧増幅用ＴＦＴ１５４、及び出力制御用ＴＦＴ１５５を含んで構成されており、開口部８３に臨む受光素子１５１の動作を制御すると共に、受光素子１５１が生成する光電流に応じた電圧の変化を読み出し線６ａ２に供給する。
【００７７】
図７乃至図９において、液晶装置１は、遮光膜１１及び１５３、平坦化膜２０ａに埋め込まれた３種類のカラーフィルタ１５４Ｒ、１５４Ｇ及び１５４Ｂ、本発明の「液晶素子」の一例である液晶素子５０ｂ、受光素子１５１、バックライト２０６、並びに、本発明の「第１偏光層」の一例であるワイヤーグリッド２３０、第２偏光板３０２、及び第３偏光板３０３を備えている。
【００７８】
バックライト２０６は、導光板２０６ａ、及び表示用光源２０６ｂを備えて構成されており、図中ＴＦＴアレイ基板１０の下側に配置されている。
【００７９】
表示用光源２０６ｂは、画像表示領域１０ａに画像を表示するための表示用光Ｌ１を生成する。表示用光Ｌ１は、可視光であり、各サブ画素部の駆動に応じて液晶層５０によって変調される。
【００８０】
導光板２０６ａは、例えば、表示用光Ｌ１を透過可能なアクリル樹脂で構成されており、表示用光Ｌ１を画像表示領域１０ａに導く。液晶装置１は、画像を表示するために表示用光Ｌ１を利用すると共に、表示面３０２ｓに接する、或いは指示する指等の指示手段を検知するために表示用光Ｌ１及び外光を利用する。
【００８１】
ワイヤーグリッド２３０及び第２偏光層３０２の夫々は、光量調節部８２の一部を構成しており、図中上下方向に沿って液晶素子５０ｂの両側の夫々の側に配置されている。第２偏光層３０２の光軸と、ワイヤーグリッド２３０のグリッド（格子）が延びる向きは、互いに交差するようにクロスニコル配置されている。液晶素子５０ｂは、液晶層５０のうち受光素子１５１に重なる液晶部分と、当該液晶部分を挟持する第１電極１５９ａ及び第２電極２１ａを有している。
【００８２】
光量調節部８２は、表示面３０２ｓから開口部８３に入射する入射光Ｌ２の光量を調節する絞り機構として機能する。本実施形態では、図５を参照しながら説明したように、液晶素子５０ｂが有する液晶部分の配向状態を制御可能であるため、入射光Ｌ２の光量を光量調節部８２毎に独立して調節でき、各画素において液晶層の配向状態を制御することによって表示用光の光強度を制御する場合と同様に、各光センサ部１５０の受光素子１５１に入射する入射光Ｌ２´の光量を独立して調節できる。
【００８３】
したがって、複数の光量調節部８２によれば、画像表示領域１０ａを構成する複数の領域の夫々において表示面３０２ｓから入射する入射光Ｌ２の光量の夫々が、各光センサ部１５０が光量を検出可能な検出可能範囲から外れている場合であっても、光センサ部１５０毎に、或いは任意の個数の光センサ部１５０を一群とする群毎に、各光センサ部１５０に入射する入射光の光量が検出可能範囲に入るように光量を調節可能である。
【００８４】
特に、画像表示領域１０ａを構成する複数の領域の夫々において、指等の指示手段に遮光される外光等の環境の変化に起因して指示手段をその周囲と識別できない場合、より具体的には、例えば外光の光量が強すぎることによって、表示面３０２ｓにおいて指示手段の影が投影される領域と、その領域の周囲の領域との夫々に入射する入射光Ｌ２の光量が受光素子１５１による光量の検出可能範囲から外れている場合には、指示手段の影が投影される領域とその領域の周囲の領域との夫々に入射する入射光Ｌ２の光量が検出可能範囲にシフトされるように各光量調節部８２が光量を調節する。つまり、複数の光量調節部８２の夫々は、各光センサ部１５０に入射する入射光Ｌ２の光量を互いに独立して調節可能な絞り機構として機能する。
【００８５】
このように、液晶装置１によれば、光センサ部１５０に入射する入射光Ｌ２の光量が光センサ部による検出可能範囲から外れている場合でも、当該検出可能範囲に光量が含まれるように入射光Ｌ２の光量が調節され、検出可能範囲に光量が調節された入射光Ｌ２´が光センサ部１５０に照射されることになる。したがって、光量調節部８２によって光量が調節されることなく、入射光Ｌ２が光センサ部１５０にそのまま入射する場合には識別できなかった指示手段を識別でき、表示面３０２ｓ上の画像表示領域１０ａにおける指示手段の位置を特定できる。
【００８６】
加えて、複数の光量調節部８２の夫々が互いに独立して光量を調節できるため、外光を含む入射光Ｌ２の光強度が画像表示領域１０ａ内の各領域で相互に異なる場合であっても、光センサ部１５０による検出可能範囲から光量が外れている領域について選択的に光量を調節可能であり、指示手段を検出する検出精度を高めることが可能である。
【００８７】
したがって、液晶装置１は、光学系の途中にメカニカルな絞り機構が設けられたカメラ等の撮像装置と異なり、本来画像を表示するために用いられる液晶層の一部を利用して入射光Ｌ２の光量を調節できることから、液晶装置１内に絞り機構を設けるためのスペースを確保しなくても入射光Ｌ２の光量を調節でき、指示手段を検出する検出精度を高めることが可能である。
【００８８】
第１電極１５９ａは、ＴＦＴアレイ基板１０上において画像表示領域１０ａを構成する複数の画素部７２の夫々に設けられた複数の画素電極９ａと同層に形成されている。したがって、ＩＴＯ等の透明導電材料によって構成される画素電極９ａを形成する工程と共通の工程によって第１電極１５９ａを形成でき、液晶装置１の製造プロセスを簡便にできる。第２電極２１ａは、対向電極２１が受光素子１５１に重なる部分である。
【００８９】
液晶装置１は、光センサ部８２から見てＴＦＴアレイ基板１０側において画素電極９ａに重なるように延びる第３偏光層３０３を備えている。第３偏光層３０３は、ワイヤーグリッド２３０の格子が延びる方向に沿って延びる光軸を有している。したがって、第３偏光層３０３によれば、各画素に入射する表示用光Ｌ１を直線偏光させることが可能である。
【００９０】
尚、第２偏光層３０２及び第３偏光層３０３は、延伸されたＰＶＡ（ポリビニルアルコール）膜をＴＡＣ（トリアセチルセルロース）で構成された保護フィルムによって挟み込んで構成されている。
【００９１】
図７乃至図９において、サブ画素部７３Ｒは、表示用光Ｌ１が液晶層５０によって変調された変調光のうち赤色光を透過可能なカラーフィルタ１５４Ｒを介して赤色光Ｌ１Ｒを表示する。サブ画素部７３Ｇ及び７３Ｂの夫々は、サブ画素部７３Ｒと同様に、カラーフィルタ１５４Ｇ及び１５４Ｂの夫々を介して緑色光Ｌ１Ｇ及び青色光Ｌ１Ｂの夫々を表示する。
【００９２】
受光素子１５１は、平面的に見て開口部８３に臨むようにＴＦＴアレイ基板１０上に形成されている。受光素子１５１は、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成された絶縁膜４１上に形成され、絶縁膜４２に覆われている。
【００９３】
受光素子１５１は、例えば、ＴＦＴ回路部８０が有するＴＦＴ等の半導体素子を形成する工程と共通の工程によって形成された結晶性シリコン、或いはＧａＡｓ等の半導体を用いたＰＩＮダイオード、又はＰｂＳを用いた光電動素子等の受光素子である。受光素子１５１は、光量調節部８２によって入射光Ｌ２の光量が調節された入射光Ｌ２´を検出する。
【００９４】
図７及び図８に示すように、遮光膜１５３は、開口領域の縁の少なくとも一部を規定する、所謂ブラックマトリクスである。したがって、遮光膜１５３によれば、非開口領域に形成された画素スイッチング用ＴＦＴ３０等の半導体素子、及びＴＦＴ回路部８０に表示面３０２ｓ側から可視光Ｌ２が照射されることを低減でき、ＴＦＴ３０及びＴＦＴ回路部８０に含まれる半導体素子に発生する光リーク電流を低減できる。
【００９５】
図６乃至図９に示すように、光センサ部８２は、ＴＦＴアレイ基板１０上において、画素部７２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。また、液晶装置１では、開口部７３Ｒ、７３Ｇ及び７３Ｂから表示用光Ｌ１Ｒ、Ｌ１Ｇ及びＬ１Ｂの夫々が出射される。したがって、液晶装置１によれば、光センサ部８２によって表示用光Ｌ１Ｒ、Ｌ１Ｇ及びＬ１Ｂが遮られることがない。
【００９６】
液晶装置１は、ＴＦＴアレイ基板１０上において受光素子１５１の下層側に形成された遮光膜１１を備えている。遮光膜１１は、金属膜等の遮光性を有する材料から構成されており、バックライト２０６から出射された可視光Ｌ１が受光素子１５１に照射されないように、これら光を遮光する。したがって、遮光膜１１によれば、表示用光Ｌ１が照射されることに起因して生じる受光素子１５１の誤動作を低減できる。このような遮光膜１１は、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成された他の素子の一部、或いは配線を構成する導電膜等の遮光性を有する膜と同層に共通の工程を用いて形成可能である。
【００９７】
加えて、遮光膜１１は、ＴＦＴ回路部８０及び画素スイッチング用ＴＦＴ３０に重なるようにＴＦＴアレイ基板１０上に延びている。したがって、遮光膜１１によれば、画素スイッチング用ＴＦＴ３０、及びＴＦＴ回路部８０を遮光することもでき、ＴＦＴ３０及びＴＴＦ回路部８０の誤動作を低減することも可能である。
【００９８】
次に、図１０を参照しながら、光検出回路部２５０の詳細な構成を説明する。
【００９９】
図１０において、調節制御用ＴＦＴ１３０は、半導体層１ａは、コンタクトホール１８１及び１８２、ソース電極９１、ドレイン電極９２、並びにゲート電極３ａ１を有している。
【０１００】
半導体層１ａは、例えば低温ポリシリコン層であり、ゲート電極３ａ１に重なるチャネル領域１ａ´、ソース領域１ｂ´、及びドレイン領域１ｃ´を含んでいる。チャネル領域１ａ´には、ＴＦＴ８９の動作時に、走査線３ａに電気的に接続されたゲート電極３ａ１からの電界によりチャネルが形成される。絶縁膜４２の一部を構成する絶縁膜４２ａのうちゲート電極３ａ１及び半導体層１ａ間に延びる部分は、調節制御用ＴＦＴ１３０のゲート絶縁膜を構成している。ソース領域１ｂ´及びドレイン領域１ｃ´の夫々は、チャネル領域１ａ´の両側の夫々にミラー対称に形成されている。
【０１０１】
ゲート電極３ａ１は、ポリシリコン膜等の導電膜や、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｐｄ、Ａｌ等の金属のうちの少なくとも一つを含む、金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド、これらを積層したもの等によって形成されており、ソース領域１ｂ´及びドレイン領域１ｃ´に重ならないように絶縁膜４２ａを介してチャネル領域１ａ´上に設けられている。
【０１０２】
尚、調節制御用ＴＦＴ１３０は、ソース領域１ｂ´及びドレイン領域１ｃ´の夫々に低濃度ソース領域及び低濃度ドレイン領域の夫々が形成されたＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有していてもよい。
【０１０３】
コンタクトホール１８１及び１８２の夫々は、絶縁膜４２を構成する絶縁膜４２ａ、及び４２ｂを半導体層１ａまで貫通するように形成されており、ソース領域１ｂ´及びドレイン領域１ｃ´の夫々に電気的に接続されている。ソース電極９１及びドレイン電極９２の夫々は、絶縁膜４２ｂ上に形成され、且つコンタクトホール１８１及び１８２の夫々に電気的に接続されている。ソース電極９１及びドレイン電極９２の夫々は、絶縁膜４２ｃに覆われており、ドレイン電極９２は、コンタクトホールを介して第１電極１５９ａに電気的に接続されている。
【０１０４】
受光素子１５１は、半導体層１５０ａ、コンタクトホール１８３及び１８４、電極９３、及び電極９４を有している。半導体層１５０ａは、絶縁膜４１上に形成されたＮ型半導体層１５０ｂ´及びＰ型半導体層１５０ｃ´、これら半導体層間に形成され、且つこれら半導体層より相対的に電気抵抗が大きい中間層１５０ａ´を有している。中間層１５０ａ´が、本発明の「受光層」の一例であり、電極９１を含んで当該電極９１から図中絶縁膜４２の表面に沿って延びる線が、本発明の「導電膜」の一例であるデータ線用配線膜である。コンタクトホール１８３及び１８４は、絶縁膜４２ａ、４２ｂを半導体層１５０ａまで貫通するように形成されており、Ｎ型半導体層１５０ｂ´及びＰ型半導体層１５０ｃ´の夫々に電気的に接続されている。電極９３及び電極９４の夫々は、絶縁膜４２ｂ上に形成されており、コンタクトホール１８３及び１８４の夫々に電気的に接続されている。
【０１０５】
外光と、表示用光Ｌ１Ｒ、Ｌ１Ｇ及びＬ１Ｂが指示手段によって反射された反射光Ｌ２が半導体層１５０ａ´に照射された際には、照射された光の光強度に応じて受光素子１５１に電流が流れる。図３に示した受光信号処理回路部２１５によって処理される受光信号は、受光素子１５１に流れる光電流に応じた発生する電圧変化に対応した信号である。受光信号処理回路部２１５、及び画像処理回路部２１６によって受光信号が順次処理されることによって、表示面３０２ｓを指示する指示手段の位置等が特定でき、指示手段を介して液晶装置１に対する各種情報を入力が可能になる。
【０１０６】
ＴＦＴ回路部８０に含まれるリセット用ＴＦＴ１６３は、チャネル領域１６０ａ´、ソース領域１６０ｂ´及びドレイン領域１６０ｃ´を含む半導体層１６０ａ、コンタクトホール１６１及び１６２、ソース電極１６４及びドレイン電極１６５、並びにゲート電極１６３ａを備えて構成されている。リセット用ＴＦＴ１６３は、不図示の配線を介して受光素子１５１に電気的に接続されている。
【０１０７】
ここで、ワイヤーグリッド２３０は、ＴＦＴアレイ基板１０上において、画像表示領域１０ａのうち中間層１５０ａ´が形成された領域を除く他の領域に設けられた電極９３及び９４と同層に形成されている。
【０１０８】
したがって、液晶装置１では、電極９３及び９４を形成する工程と共通の工程によってワイヤーグリッド２３０を形成可能であり、染料を基板に塗布することにいって偏光層を形成する場合に比べて、液晶装置の製造プロセスを簡便にすることが可能であり、煩雑な工程を経ることなく、光量調節部を形成可能である。
【０１０９】
尚、ワイヤーグリッド２３０は、入射光Ｌ１の波長と同程度の間隔で格子が並ぶように形成されている。このようなワイヤーグリッド２３０は、絶縁膜４２上に形成される電極９３及び９４と並行して、或いは相前後して絶縁膜４２上の導電膜をパターニングすることによって形成可能である。
【０１１０】
また、ワイヤーグリッド２３０は、ＴＦＴアレイ基板１０上において画像表示領域１０ａ内のワイヤーグリッド２３０が形成された領域を除く領域に設けられた導電膜と同層に形成されていればよく、電極９３及び９４と同層に形成されている場合に限定されない。このような導電膜は、液晶装置１に設計上組み込まれるべき回路部、或いは配線部のように液晶装置の構成要素として形成されていればよい。
【０１１１】
よって、本実施形態に係る液晶装置によれば、受光素子に入射する入射光の光量が、例えば受光素子を含む光センサ部の検出可能範囲から外れている場合でも、当該検出可能範囲に光量が含まれるように入射光の光量を調節可能である。したがって、光量調節部によって光量が調節されることなく、入射光が受光素子に入射する場合には識別できなかった指示手段を識別でき、表示面上の表示領域における指示手段の位置を特定できる。加えて、複数の光量調節部の夫々が互いに独立して光量を調節できるため、外光の光強度が表示領域内の各領域で相互に異なる場合であっても、受光素子を含む光センサ部による検出可能範囲から光量が外れている領域について選択的に光量を調節可能であり、指示手段の位置を特定する精度を高めることが可能である。
【０１１２】
加えて、本実施形態に係る液晶装置では、光量調節部は、画像を表示するための表示光を変調する液晶層のうち受光層に重なる液晶部分の配向状態を制御することによって入射光の光量を調節する。したがって、本実施形態に係る液晶装置は、光学系の途中にメカニカルな絞り機構が設けられたカメラ等の撮像装置と異なり、本来画像を表示するために用いられる液晶層の一部を利用して入射光の光量を調節でき、液晶装置内に絞り機構を設けるためのスペースを確保しなくても入射光の光量を調節可能である。
【０１１３】
また、本実施形態に係る液晶装置によれば、ワイヤーグリッド２３０は、電極９３及び９４と同層に形成されているため、液晶装置１の製造プロセスを煩雑化させることなく、本発明の「第１偏光層」として機能するワイヤーグリッド２３０を容易に液晶装置に作り込むことが可能である。
【０１１４】
（変形例１）
次に、図１１を参照しながら、液晶装置１の変形例を詳細に説明する。図１１は、本実施形態に係る液晶装置の一変形例における図１０に対応する断面図である。尚、以下で説明する各変形例では、上述した液晶装置１と共通する部分に共通の参照符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１１５】
図１１において、本例に係る液晶装置では、ワイヤーグリッド２３０ａが、ＴＦＴアレイ基板１０上においてゲート電極３ａ１及び１６３ａを含み、或いはこれら電極から絶縁膜４２ａの表面に沿って延びる走査線用配線膜と同層に形成されている。したがって、本例に係る液晶装置によれば、ワイヤーグリッド２３０ａをゲート電極３ａ１及び１６３ａと共通の工程によって形成可能であり、ゲート電極３ａ１及び１６３ａを形成する工程とは別にワイヤーグリッド２３０ａを形成する工程を追加する必要がない。よって、製造プロセスが煩雑化することを低減できる。
【０１１６】
＜第２実施形態＞
次に、図１２及び１３を参照しながら、本発明の第２の発明に係る液晶装置を説明する。図１２は、本実施形態に係る液晶装置の画素部における断面図である。図１３は、ワイヤーグリッド２３０ｂの平面図である。尚、本実施形態に係る液晶装置、及び後述するイメージセンサでは、上述の液晶装置１と共通する部分に共通の参照符号を節、詳細な説明を省略する。また、図１３におけるＡ−Ａ´断面が図１２の断面図に対応している。
【０１１７】
図１２において、光量調節部８２ａは、液晶層５０のうち中間層１５０ａ´に重なる液晶部分、当該液晶部分から見て対向基板２０側に設けられた第２電極２１ａ、及び、当該液晶部分から見たＴＦＴアレイ基板１０側において第２電極２１ａに対向する第１電極として兼用され、且つ中間層１５０ａ´に重なるワイヤーグリッド２３０ｂ、液晶層５０から見て対向基板２０側に形成された偏光層３０２とを有する。
【０１１８】
光量調節部８２ａによれば、第１実施形態に係る液晶装置１が備える光量調節部８２と同様に、受光層として機能する中間層１５０ａ´に入射する入射光Ｌ２の光量が調節可能となる。したがって、本実施形態に係る液晶装置によれば、液晶装置１と同様に、表示面３０２ｓを指示する指等の指示手段を正確に検出可能である。
【０１１９】
図１３に示すように、特に、本実施形態に係る液晶装置によれば、ワイヤーグリッド２３０ｂは、コンタクトホール１９９を介して調節制御用ＴＦＴ１３０に電気的に接続されている。したがって、調節制御用ＴＦＴ１３０に電気的に接続された第１電極として兼用されるワイヤーグリッド２３０ｂと、第２電極２１ａとによって、中間層１５０ａ´に重なる液晶部分の配向状態が制御可能になる。よって、中間層１５０ａ´に入射する入射光Ｌ２の光量が調整可能となり、中間層１５０ａ´は、光量が調節された入射光Ｌ２´を検出できる。
【０１２０】
加えて、ワイヤーグリッド２３０ｂは、絶縁膜４３上に形成された画素電極９ａ（図１２で不図示）と同層に形成されている。したがって、本実施形態に係る液晶装置によれば、画素電極９ａを形成する工程と共通の工程でＩＴＯ等の導電膜からなるワイヤーグリッド２３０ｂを形成可能であり、液晶装置の製造プロセスを煩雑化させることなく、光量調節機能を備える液晶装置を製造可能である。
【０１２１】
＜第３実施形態＞
次に、図１４乃至図１６を参照しながら、本発明に係るイメージセンサの実施形態を説明する。図１４は、本実施形態に係るイメージセンサに平面図である。図１５は、本実施形態に係るイメージセンサの画像検出領域を構成する複数の光検出回路部の回路構成を示した回路部である。図１６は、本実施形態に係るイメージセンサの主要な部分の断面図である。
【０１２２】
図１４において、イメージセンサ５００は、半導体素子からなる各種回路部が形成された基板５１０と、基板５１０上の画像検出領域５１０ａに形成された複数の光検出回路部５５０とを備えて構成されている。
【０１２３】
図１５において、光検出回路部５５０は、液晶装置１と同様に光量調節部８２及び光センサ部１５０を備えている。画像検出領域５１０ａにおいて、複数の光検出回路部５５０の夫々が備える光量調節部８２は、互いに独立して各光センサ部１５０に入射する入射光の光量を調節可能である。したがって、液晶装置１が指示手段の位置を正確に特定できるのと同様に、検出対象物の画像部分を他の画像部分と識別できる画像を取得できる。イメージセンサ５００によれば、検出対象物を正確に特定でき、検出対象物を検出する検出性能を高めることが可能である。
【０１２４】
図１６において、ワイヤーグリッド２３０ｃは、ＴＦＴアレイ基板１０上において、中間層１５０ａ´に重なるように形成されており、液晶層５０から見て偏光層３０２の反対側に形成された偏光層として機能する。加えて、ワイヤーグリッド２３０ｃは、電極９３及び９４と同層に形成されている。
【０１２５】
したがって、本発明に係るイメージセンサによれば、ＴＦＴアレイ基板１０上においてワイヤーグリッド２３０ｃが形成される領域を除く他の領域に形成された電極９３及び９４と共にワイヤーグリッド２３０ｃを形成可能である。よって、中間層１５０ａ´において、液晶層５０から見てＴＦＴアレイ基板１０側に形成される偏光層を簡便な工程で新に追加する必要がない利点がある。
【０１２６】
＜電子機器＞
次に、図１７及び図１８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。
【０１２７】
図１７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１７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、正確に各種情報を入力できるタッチパネル機能を有している。
【０１２８】
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１８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１８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、高品位の画像表示が可能であると共に、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】
【０１２９】
【図１】第１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】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５】光検出回路部の電気的な構成を詳細に示した回路図である。
【図６】本実施形態に係る液晶装置が有する画素部の図式的平面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ´断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ´断面図である。
【図９】図６のＩＸ−ＩＸ´断面図である。
【図１０】図９に示した断面を詳細に示した断面図である。
【図１１】第１実施形態に係る液晶装置の一変形例における図１０に対応する断面図である。
【図１２】第２実施形態に係る液晶装置の断面図である。
【図１３】第２実施形態に係る液晶装置が有するワイヤーグリッドの平面図である。
【図１４】第３実施形態に係るイメージセンサに平面図である。
【図１５】第３実施形態に係るイメージセンサの画像検出領域を構成する複数の光検出回路部の回路構成を示した回路部である。
【図１６】第３実施形態に係るイメージセンサの断面図である。
【図１７】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１８】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】
【０１３０】
１・・・液晶装置、１０・・・ＴＦＴアレイ基板、２０・・・対向基板、２１ａ・・・第２電極、５０・・・液晶層、５０ａ，５０ｂ・・・液晶素子、７２・・・画素部、８２・・・光量調節部、１５０・・・光センサ部、１５１・・・受光素子、１５９ａ・・・第１電極、２３０，２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃ・・・ワイヤーグリッド、５００・・・イメージセンサ
【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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