JP2008185869A - 電気光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画素領域領域側から光センサへの外乱光の入射を防止することのできる電気光学装置を提供すること。
【解決手段】電気光学装置１００の素子基板１０において画素領域１０ｂの外側領域に光センサ３１０が形成されており、素子基板１０において光センサ３１０と画素領域１０ｂとの間には、遮光用突起として機能する第２の柱状スペーサ４ｂが形成されている。第２の柱状スペーサ４ｂは、画素領域１０ｂにおいて素子基板１０と対向基板２０との隙間寸法（液晶５０の層厚）を規定する第１の柱状スペーサ４ａと同時形成された感光性樹脂からなる。
【選択図】図４

Description

本発明は、光センサを備えた電気光学装置に関するものである。

電気光学装置を表示装置として搭載したパーソナルコンピュータや携帯電話機などの電子機器は、環境光の強度が異なる様々な環境下で使用される。従って、環境光に変化に応じて、電気光学装置での駆動条件を変化させれば、画像品位の向上や低消費電力化を図ることができる。

例えば、代表的な電気光学装置である透過型または反透過型の液晶装置では、液晶パネルの背面にバックライト装置が設けられており、バックライト装置からの出射光は、液晶パネルによって変調される。このような液晶装置において、バックライト装置の消費電力は大きい。そこで、液晶装置にディスクリート部品からなる光センサを搭載し、この光センサによって外光（環境光）を測定するとともに、その測定結果に応じてバックライト装置の強度を調整し、低消費電力化を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ディスクリート部品からなる光センサをフレキシブル基板に実装しているため、工数およびコストが増大してしまうという問題点がある。

そこで、液晶パネルの素子基板に対して薄膜トランジスタ（ＴＦＴ／Thin Film Transistor）を形成する工程を利用して光センサを素子基板上に形成することが考えられ、かかる構成によれば、ディスクリート部品からなる光センサを用いなくても、透光性の対向基板の側から入射した外光を検出することができる。
特開２００３−７８８３８号公報

しかしながら、液晶パネルでは、画素領域で表示が行なわれることから、画素領域の側から光センサに光が漏れてくるおそれがある。例えば、バックライト装置から液晶パネルに向けて出射された光のうち、斜め方向に出射された光が対向基板で反射して画素領域側から光センサに外乱光として入射する場合があり、かかる外乱光は光センサの感度を低下させてしまう。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、画素領域領域側から光センサへの外乱光の入射を防止することのできる電気光学装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、第１の基板と第２の基板とが所定の隙間を介して貼り合わされたパネルを備え、当該パネルには、複数の画素が配列された画素領域が構成された電気光学装置において、前記第１の基板または前記第２の基板のうちの少なくとも一方の前記画素領域の外側領域において、入射する対象光を検出する光センサが形成され、前記第１の基板および前記第２の基板のうちの一方の基板には、前記光センサと前記画素領域との間の領域において当該一方の基板から突出した遮光用突起が形成されていることを特徴とする。

本発明では、画素領域の外側領域に光センサが形成されており、この光センサは、入射する対象光を検出する。ここで、画素領域では表示が行なわれることから、画素領域の側から光センサに光が漏れてくるおそれがあるが、本発明では、第１の基板および第２の基板のうちの一方の基板には、光センサと画素領域との間において一方の基板から突出する遮光用突起が形成されているので、画素領域側から光センサに向けて進行する外乱光を遮ることができる。従って、光センサに外乱光が入射することを防止することができるので、光センサの感度を高めることができる。

本発明において、前記一方の基板には、当該一方の基板から突出して他方の基板に向けて突出する複数の柱状スペーサが形成されている場合があり、この場合、前記複数の柱状スペーサには、前記画素領域内において前記他方の基板に当接して前記隙間の寸法を規定する複数の第１の柱状スペーサと、前記光センサと前記画素領域との間に前記遮光用突起として形成された第２の柱状スペーサと、が含まれている構成を採用することが好ましい。このように構成すると、第１の基板と第２の基板との隙間を制御する柱状スペーサを形成する工程を利用して遮光用突起を形成することができ、新たな工程を追加する必要がない。

本発明において、前記遮光用突起は、前記画素領域の端部に沿う第１の方向に配列されて突起列を構成し、当該突起列は、前記第１の方向に直交する第２の方向において複数列設けられ、当該複数列の突起列において隣接する２つの突起列を前記第２の方向からみたとき、一方の突起列に含まれる前記遮光用突起の間が、他方の突起列に含まれる前記遮光用突起により塞がれていることが好ましい。このように構成すると、過大な遮光用突起を形成しなくても、画素領域側から光センサに向かう光を確実に遮ることができる。

本発明において、前記遮光用突起は、例えば、前記第１の方向の寸法と前記第２の方向の寸法とが略同一の棒状突起である。例えば、前記遮光用突起は、横断面が円形の丸棒状突起、あるいは横断面が正多角形の角棒状突起である。

本発明において、前記遮光用突起は、前記第１の方向の寸法が前記第２の方向の寸法より長い板状突起であってもよい。

本発明において、前記光センサが前記第１の基板に形成され、前記第２の基板が透光性基板であって、当該第２の基板の側から前記対象光が入射する場合、前記第２の基板において前記画素領域と前記光センサとの間に重なる領域には第１の遮光層が形成され、前記遮光用突起は、前記第１の遮光層と平面的に重なる領域に形成されていることが好ましい。このように構成すると、第１の遮光層によって画素領域に対して画像表示領域を設定することができる。この場合、画素領域の側から斜めに第１の遮光層に入射した外乱光が第１の遮光層で反射して光センサに向かうおそれがあるが、かかる外乱光は遮光用突起によって遮られ、光センサに入射することがない。

本発明において、前記光センサが前記第１の基板に形成され、前記第１の基板および前記第２の基板が透光性基板であって、当該第２の基板の側から前記対象光が入射する場合、前記光センサに対して前記第１の基板が位置する側には、少なくとも前記光センサと重なる領域に第２の遮光層が形成されていることが好ましい。このように構成すると第１の基板から外乱光が直接、光センサに入射することを防止することができる。

本発明において、前記光センサによる光検出結果に基づいて前記画素領域の駆動条件が調整されることが好ましい。

また、前記画素領域に光を出射する光源装置を備えている場合、前記光センサによる光検出結果に基づいて前記光源装置における出射光量を制御することが好ましい。

本発明を適用した電気光学装置は、例えばパーソナルコンピュータ、携帯電話機、情報携帯端末等の電子機器に用いることができる。

以下に、図面を参照して本発明について説明する。以下の実施形態は、代表的な電気光学装置であるＴＦＴアクティブマトリクス駆動形式の液晶装置に本発明に係る光検出装置を構成したものである。なお、以下の説明で参照する図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならしめてある。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。図１に示す電気光学装置１００は、全透過型の液晶装置であり、液晶パネル１００ｐ、画像処理回路２０２、タイミング発生回路２０３、電源回路２０１、調光回路５００、バックライト装置６００（光源装置）などを備えている。画像処理回路２０２、タイミング発生回路２０３および電源回路２０１は、液晶パネル１００ｐに接続されたフレキシブル基板１０８（図２（ａ）、（ｂ）参照）に実装されたＩＣなどにより構成されている。また、調光回路５００およびバックライト装置６００は、液晶パネル１００ｐの外部に構成されている。

タイミング発生回路２０３では、液晶パネル１００ｐの各画素１００ａを駆動するためのドットクロックが生成され、このドットクロックに基づいて、クロック信号ＶＣＫ、ＨＣＫ、反転クロック信号ＶＣＫＢ、ＨＣＫＢ、転送開始パルスＨＳＰ、ＶＳＰが生成される。画像処理回路２０２は、外部から入力画像データが入力されると、この入力画像データに基づいて画像信号を生成し、液晶パネル１００ｐに供給する。電源回路２０１は、複数の電源ＶＤＤ、ＶＳＳ、ＶＨＨ、ＶＬＬを生成して液晶パネル１００ｐに供給する。

液晶パネル１００ｐは、その中央領域に複数の画素１００ａがマトリクス状に配列された画素領域１０ｂ（画素配列領域）を備えている。かかる液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０には、画素領域１０ｂの内側で複数本のデータ線６ａおよび複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素１００ａが構成されている。複数の画素１００ａの各々には、画素スイッチング素子としての薄膜トランジスタ３０および画素電極９ａが形成されている。薄膜トランジスタ３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、薄膜トランジスタ３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、薄膜トランジスタ３０のドレインには画素電極９ａが電気的に接続されている。

素子基板１０において、画素領域１０ｂの外側領域には走査線駆動回路１０４およびデータ線駆動回路１０１が構成されている。データ線駆動回路１０１はデータ線６ａに電気的に接続しており、画像信号を各データ線６ａに順次供給する。走査線駆動回路１０４は走査線３ａに電気的に接続しており、走査信号を各走査線３ａに順次供給する。

各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板に形成された共通電極と液晶を介して対向し、液晶容量５０ａを構成している。また、各画素１００ａには、液晶容量５０ａで保持される画像信号がリークするのを防ぐために、液晶容量５０ａと並列に保持容量６０が付加されている。本形態では、保持容量６０を構成するために、走査線３ａと並列するように容量線３ｂが形成されており、かかる容量線３ｂは共通電位線（図示せず）に接続され、所定の電位に保持されている。なお、保持容量６０は前段の走査線３ａとの間に形成される場合もある。

電気光学装置１００において、表示画像の見え易さは環境の明るさによって左右される。例えば、日中の自然光の下では、バックライト装置６００の発光輝度を高く設定し、明るい画面を表示する必要がある。一方、夜間の暗い環境の下では、バックライト装置６００の発光輝度が日中ほど高くなくても鮮明な画像を表示することができる。従って、バックライト装置６００の発光輝度は、環境光の照度に応じて調整することが望ましい。そこで、本形態の電気光学装置１００には、光センサ３１０および検出回路３４０を備えた光検出装置３００が構成されており、かかる光検出装置３００は、環境光の照度を計測する。また、調光回路５００は、光検出装置３００により得られた照度データに応じた輝度でバックライト装置６００が発光するように制御する。かかる光検出装置３００の具体的な構成は後述する。なお、検出回路３４０は素子基板１０上に構成される場合もある。

（液晶パネル１００ｐの具体的構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、電気光学装置１００の液晶パネル１００ｐでは、所定の隙間を介して素子基板１０と、ガラスなどを基材とする透光性の対向基板２０とがシール材１０７（図２（ａ）において右下がりの斜線を付した領域）によって貼り合わされており、シール材１０７は対向基板２０の外周縁に沿うように配置されている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂などからなる接着剤である。対向基板２０のコーナー部などにおいては、素子基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材（図示せず）が形成されている。

素子基板１０において、シール材１０７の内周縁より外側領域には、素子基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。また、素子基板１０には、端子１０２によりフレキシブル基板１０８が接続されている。なお、素子基板１０には、画素領域１０ｂ、データ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４を静電気から保護するための保護回路や検査回路が構成される場合もあるが、それらの説明は省略する。

詳しくは後述するが、素子基板１０には、画素電極９ａがマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板２０には、シール材１０７の内側領域に額縁状の遮光層２３ｂ（図２（ａ）において右上がりの斜線を付した領域）が形成され、その内側が画像表示領域１０ａとされている。また、対向基板２０では、素子基板１０の画素電極９ａの縦横の境界領域と対向する領域にブラックマトリクス、あるいはブラックストライプなどと称せられる遮光層２３ａが形成され、その上層側には、ＩＴＯ膜からなる対向電極２１が形成されている。なお、画素領域１０ｂには、遮光層２３ｂと重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域１０ｂのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域１０ａとして利用されることになる。本形態では、シール材１０７として光硬化性接着剤を用いたため、対向基板２０側からの光照射が可能なように、遮光層２３ｂとシール材１０７とをずれた位置に形成したが、素子基板１０側からの光照射によりシール材１０７を光硬化させる場合や、シール材１０７に熱硬化性接着剤を用いた場合には、遮光層２３ｂとシール材１０７とが重なった位置に形成されている構成を採用することもできる。

シール材１０７より囲まれた空間内には電気光学物質としての液晶５０が封入されている。液晶５０は、画素電極９ａからの電界が印加されていない状態で、素子基板１０および対向基板に形成された配向膜１６、２２（図２（ｂ）参照）により所定の配向状態をとる。液晶５０は、例えば一種または数種のネマティック液晶を混合したものなどからなる。

電気光学装置１００において、素子基板１０の背面側にはバックライト装置６００が配置されており、バックライト装置６００から出射された光は、素子基板１０の側から液晶パネル１００ｐに入射して対向基板２０の側から出射される間に変調され、対向基板２０の側から表示光として出射される。バックライト装置６００としては面光源装置を採用することができるとともに、ＬＥＤ素子と導光板とを用いた光源装置を採用することもできる。

液晶パネル１００ｐにおいて、画像表示領域１０ａを挟んでデータ線駆動回路１０１と対向する位置には光センサ３１０が配置されている。本形態において、光センサ３１０は、素子基板１０上に形成された受光素子からなる。対向基板２０に形成された遮光層２３ｂは、一部が切り欠かれており、素子基板１０において遮光層２３ｂの切り欠き２３ｃと重なる領域に光センサ３１０が形成されている。

このように形成した電気光学装置１００は、後述するモバイルコンピュータ、携帯電話機、液晶テレビなどといった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板２０には、カラーフィルタ（図示せず）や保護膜が形成される。また、対向基板２０および素子基板１０の光入射側の面あるいは光出射側には、使用する液晶５０の種類、すなわち、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード等々の動作モードや、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の向きに配置される。電気光学装置１００は、透過型に限らず、半透過反射型として構成される場合がある。

（各画素の構成）
図３（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置１００に用いた素子基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で電気光学装置１００を切断したときの断面図である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０には、ガラスなどからなる透光性基板１０ｄの表面にシリコン酸化膜などからなる下地保護膜１２が形成されているとともに、その表面側において、画素電極９ａに隣接する位置にＮチャネル型の薄膜トランジスタ３０が形成されている。薄膜トランジスタ３０は、ツインゲート構造を有しており、島状の半導体膜１ａには、ソース側からドレイン側に向かって、高濃度ソース領域１ｄ、チャネル形成領域１ｂ、高濃度Ｎ型領域１ｇ、チャネル形成領域１ｃ、および高濃度ドレイン領域１ｅがこの順に配置されている。半導体膜１ａの上層にはシリコン酸化膜などからなるゲート絶縁膜２が形成され、ゲート絶縁膜２の上層には走査線３ａが形成されている。走査線３ａの一部は、ゲート電極としてゲート絶縁膜２を介してチャネル形成領域１ｂ、１ｃに対向している。

半導体膜１ａは、透光性基板１０ｄに対してアモルファスシリコン膜を形成した後、レーザアニールやランプアニールなどにより多結晶化されたポリシリコン膜である。高濃度ソース領域１ｄ、高濃度Ｎ型領域１ｇ、および高濃度ドレイン領域１ｅは、走査線３ａ（ゲート電極）をマスクとして約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量で高濃度Ｎ型の不純物（リンイオンなど）を導入することにより形成された半導体領域である。

薄膜トランジスタ３０の上層側には、層間絶縁膜７、８が形成されている。層間絶縁膜７の表面にはデータ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成され、データ線６ａは、層間絶縁膜７に形成されたコンタクトホール７ａを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続している。層間絶縁膜８の表面にはＩＴＯ膜からなる画素電極９ａが形成されている。画素電極９ａは、層間絶縁膜８に形成されたコンタクトホール８ａを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続し、このドレイン電極６ｂは、層間絶縁膜７およびゲート絶縁膜２に形成されたコンタクトホール７ｂを介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続している。画素電極９ａの表面側にはポリイミド膜からなる配向膜１６が形成されている。高濃度ドレイン領域１ｅからの延設部分１ｆ（下電極）に対しては、ゲート絶縁膜２と同時形成された絶縁膜（誘電体膜）を介して、走査線３ａと同層の容量線３ｂが上電極として対向することにより、保持容量６０が構成されている。本形態において、走査線３ａおよび容量線３ｂは、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜などの単層膜あるいは積層膜からなる。また、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂも、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜などの単層膜あるいは積層膜からなる。

素子基板１０には、画素１００ａのうち、表示に実質寄与しない領域に第１の柱状スペーサ４ａ（第１の柱状スペーサ）が形成されている。本形態において、第１の柱状スペーサ４ａは、画素電極９ａの上層のうち、容量線３ｂと重なる位置に形成されている。このような第１の柱状スペーサ４ａは、複数の画素１００ａの各々に形成されており、素子基板１０から突出して上端部が対向基板２０に当接することにより、素子基板１０と対向基板２０との隙間寸法（液晶５０の層厚）を規定する。このような第１の柱状スペーサ４ａは、例えば、透光性、感光性および絶縁性を有する樹脂、例えば、アクリル樹脂を塗布、露光、現像することによって形成される。

（駆動回路の構成）
再び図２（ａ）において、本形態の電気光学装置１００では、素子基板１０の表面側のうち、画素領域１０ｂの周辺領域を利用してデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４などの内部回路が形成されている。このようなデータ線駆動回路１０１および走査線駆動回路１０４のシフトレジスタなどを構成するにあたっては、図示を省略するが、Ｎチャネル型の薄膜トランジスタとＰチャネル型の薄膜トランジスタとを備えた相補型薄膜トランジスタが用いられる。

（光センサおよびその周辺部分の構成）
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明を適用した電気光学装置に用いた光センサおよびその近傍の平面図、およびそのＢ−Ｂ′断面図であり、図４には、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ３０も示してある。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の素子基板１０（第１の基板）において画素領域１０ｂの外側領域には光センサ３１０が形成されており、光センサ３１０は、複数の受光素子を配線によって並列に電気的に接続した構造を有している。本形態において、光センサ３１０は、半導体膜１wで高濃度Ｎ型領域１ｘ、真性領域１ｙおよび高濃度Ｐ型領域１ｚが順に並ぶＰＩＮ接合型ダイオードからなり、層間絶縁膜７の上層に形成された配線６ｈ、６ｉが各々、コンタクトホール７ｈ、７ｉを介して高濃度Ｎ型領域１ｘおよび高濃度Ｐ型領域１ｚに電気的に接続している。

半導体膜１ｗは、薄膜トランジスタ３０を構成する半導体膜１ａと同時形成されたポリシリコン膜である。高濃度Ｎ型領域１ｘは、薄膜トランジスタ３０および相補型薄膜トランジスタの高濃度Ｎ型領域を形成する際、レジストマスクを用いて、約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量で高濃度Ｎ型の不純物（リンイオンなど）を導入することにより形成された半導体領域であり、高濃度Ｐ型領域１ｚは、相補型薄膜トランジスタの高濃度Ｐ型領域を形成する際、レジストマスクを用いて、約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量で高濃度Ｐ型の不純物（ボロンイオンなど）を導入することにより形成された半導体領域である。配線６ｈ、６ｉは、データ線６ａおよびドレイン電極６ｂと同時形成された金属膜であり、モリブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜などの単層膜あるいは積層膜からなる。

このように構成した光センサ３１０は、対向基板２０（第２の基板）に形成された遮光層２３ｂ（第１の遮光層）の切り欠き２３ｃと重なっており、対向基板２０の側から入射してくる外光（対象光／環境光／矢印Ｐで示す）を検出可能である。遮光層２３ｂは、ブラックマトリクスを構成する遮光層２３ａと同時形成されたクロム膜やチタンなどの金属膜や窒化チタン膜などからなる。ここで、遮光層２３ｂは、画素領域１０ｂと光センサ３１０との間に重なる領域にも形成されている。

半導体膜１ｗに対して透光性基板１０ｄが位置する側、例えば、透光性基板１０ｄと下地保護膜１２との層間には、光センサ３１０を含む領域と重なるように、クロム膜やチタンなどの金属膜や窒化チタン膜などからなる遮光層１１ａ（第２の遮光層）が形成されている。このため、バックライト装置６００からの光が直接、真性領域１ｙに入射しない。このような遮光層１１ａは、下地保護膜１２を形成する前に、フォトリソグラフィ技術を用いて、透光性基板１０ｄの表面に形成しておけばよい。本形態において、遮光層１１ａは広い領域にわたって形成されており、後述する第２の柱状スペーサ４ｂと重なる領域にまで形成されている。

本形態では、素子基板１０において画素領域１０ｂには複数の第１の柱状スペーサ４ａが形成されているとともに、光センサ３１０と画素領域１０ｂとの間にも、素子基板１０から突出して対向基板２０に当接する複数の第２の柱状スペーサ４ｂが形成されている。このような第２の柱状スペーサ４ｂは、第１の柱状スペーサ４ａと同時形成されたものであり、アクリル樹脂などを塗布、露光、現像することによって形成される。

ここで、複数の第２の柱状スペーサ４ｂは、画素領域１０ｂの端部に沿う第１の方向Ｘにおける寸法Ｌｘと、第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙにおける寸法Ｌｙが略同一の丸棒状の突起であるが、以下のように配置されることにより、画素領域１０ｂ側から光センサ３１０に向けて進行する光を遮る遮光用突起として機能する。

本形態において、複数の第２の柱状スペーサ４ｂ（遮光用突起）は、画素領域１０ｂの端部に沿う第１の方向Ｘに配列されて突起列４１、４２を構成しているとともに、これらの突起列４１、４２は、画素領域１０ｂから光センサ３１０に向かう第２の方向Ｙで並列している。

また、突起列４１、４２を第２の方向Ｙからみたとき、一方の突起列４１に含まれる第２の柱状スペーサ４ｂの間が、他方の突起列４２に含まれる第２の柱状スペーサ４ｂにより塞がれている。具体的には、突起列４１において、第２の柱状スペーサ４ｂは所定の間隔を空けて配列されているが、その間隔は、第２の柱状スペーサ４ｂの第１の方向Ｘにおける寸法Ｌｚよりも狭く、突起列４２に含まれる第２の柱状スペーサ４ｂは、突起列４１に含まれる第２の柱状スペーサ４ｂの間に配置されている。逆に、突起列４２において、第２の柱状スペーサ４ｂは所定の間隔を空けて配列されているが、その間隔は、第２の柱状スペーサ４ｂの第１の方向Ｘにおける寸法Ｌｚよりも狭く、かつ、突起列４１に含まれる第２の柱状スペーサ４ｂは、突起列４２に含まれる第２の柱状スペーサ４ｂの間に配置されている。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の電気光学装置１００では、素子基板１０において画素領域１０ｂの外側領域に光センサ３１０が形成されており、この光センサ３１０は、対向基板２０側から入射する外光を検出する。従って、検出回路３４０は、照度データを調光装置５００に出力し、調光装置５００は、外光に応じた条件でバックライト装置６００が発光するように制御する。

ここで、画素領域１０ｂのうち、画像表示領域１０ａでは表示が行なわれることから、画素領域１０ｂの側から光センサ３１０に光が漏れてくるおそれがある。例えば。バックライト装置６００から出射された光のうち、斜め方向に出射された光は、矢印Ｑで示すように、対向基板２０の遮光層２３ｂのうち、画素領域１０ｂと光センサ３１０との間に重なる部分で反射して光センサ３１０の向けて進行する場合がある。このような場合でも、本形態では、素子基板１０において光センサ３１０と画素領域１０ｂとの間には、遮光用突起として機能する第２の柱状スペーサ４ｂが形成されており、第２の柱状スペーサ４ｂの側面に斜めに入射した光は反射、吸収あるいは散乱される。従って、画素領域１０ｂ側から光センサ３１０に向けて進行する外乱光を遮ることができる。それ故、光センサ３１０に外乱光が入射することを防止することができるので、光センサ３１０の感度を高めることができる。

また、第２の柱状スペーサ４ｂは、画素領域１０ｂにおいて素子基板１０と対向基板２０との隙間寸法（液晶５０の層厚）を規定する第１の柱状スペーサ４ａと同時形成された感光性樹脂からなる。このため、第１の柱状スペーサ４ａを形成する工程を利用して第２の柱状スペーサ４ｂを形成するため、第２の柱状スペーサ４ｂを形成する場合でも、新たな工程を追加する必要がない。

また、半導体膜１ｗに対して透光性基板１０ｄが位置する側、本形態では、透光性基板１０ｄと下地保護膜１２との層間には、光センサ３１０を含む領域と重なるように遮光層１１ａが形成されているため、バックライト装置６００からの光が直接、真性領域１ｙに入射しない。それ故、光センサ３１０の感度が高い。

［実施の形態１の変形例］
上記実施の形態１において、第２の柱状スペーサ４ｂは丸棒状の突起であったが、横断面が正四角形、正六角形、正八角形などといった角棒状の突起であってもよい。

［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係る電気光学装置に用いた光センサおよびその近傍の平面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。また、本形態のＣ−Ｃ′断面は、図４（ｂ）に示すように表わされることから、本形態の光センサの断面については図４（ｂ）を参照する。

図４（ｂ）および図５に示すように、本形態においても、実施の形態１と同様、素子基板１０（第１の基板）において画素領域１０ｂの外側領域には光センサ３１０が形成されており、本形態において、光センサ３１０は、複数の受光素子を配線によって並列に電気的に接続した構造を有している。本形態において、光センサ３１０は、ポリシリコン膜からなる半導体膜１wに高濃度Ｎ型領域１ｘ、真性領域１ｙおよび高濃度Ｐ型領域１ｚが順に並ぶＰＩＮ接合型ダイオードからなり、層間絶縁膜７の上層に形成された配線６ｈ、６ｉが各々、コンタクトホール７ｈ、７ｉを介して高濃度Ｎ型領域１ｘおよび高濃度Ｐ型領域１ｚに電気的に接続している。なお、本形態でも、図４（ｂ）を参照して説明したように、光センサ３１０は、対向基板２０（第２の基板）に形成された遮光層２３ｂ（第１の遮光層）の切り欠き２３ｃと重なっており、対向基板２０の側から入射してくる外光（対象光／環境光／矢印Ｐで示す）を検出可能である。ここで、遮光層２３ｂは、画素領域１０ｂと光センサ３１０との間に重なる領域にも形成された状態にある。また、透光性基板１０ｄと下地保護膜１２との層間には、光センサ３１０を含む領域と重なるように、クロム膜やチタンなどの金属膜や窒化チタン膜などからなる遮光層１１ａ（第２の遮光層）が形成されている。

さらに、本形態でも、実施の形態１と同様、素子基板１０において画素領域１０ｂには複数の第１の柱状スペーサ４ａが形成されているとともに、光センサ３１０と画素領域１０ｂとの間にも、素子基板１０から突出して対向基板２０に当接する複数の第２の柱状スペーサ４ｃが形成されている。このような第２の柱状スペーサ４ｃは、第１の柱状スペーサ４ａと同時形成されたものであり、アクリル樹脂などを塗布、露光、現像することによって形成される。

ここで、複数の第２の柱状スペーサ４ｃは、画素領域１０ｂの端部に沿う第１の方向Ｘにおける寸法Ｌｘが、第１の方向Ｘと直交する第２の方向Ｙにおける寸法Ｌｙより長い板状突起であり、以下のように配置されることにより、画素領域１０ｂ側から光センサ３１０に向けて進行する光を遮る遮光用突起として機能する。

本形態において、複数の第２の柱状スペーサ４ｃ（遮光用突起）は、画素領域１０ｂの端部に沿う第１の方向Ｘに配列されて突起列４１、４２を構成しているとともに、これらの突起列４１、４２は、画素領域１０ｂから光センサ３１０に向かう第２の方向Ｙで並列している。

また、突起列４１、４２を第２の方向Ｙからみたとき、突起列４１に含まれる第２の柱状スペーサ４ｃの間が、突起列４２に含まれる第２の柱状スペーサ４ｃにより塞がれている。具体的には、突起列４１において、第２の柱状スペーサ４ｃは所定の間隔を空けて配列されているが、その間隔は、第２の柱状スペーサ４ｃの第１の方向Ｘにおける寸法Ｌｚよりも狭く、突起列４２に含まれる第２の柱状スペーサ４ｃは、突起列４１に含まれる第２の柱状スペーサ４ｃの間に配置されている。

以上説明したように、本形態の電気光学装置１００でも、実施の形態１と同様、素子基板１０において画素領域１０ｂの外側領域に光センサ３１０が形成されており、この光センサ３１０は、対向基板２０側から入射する外光を検出する。ここで、画素領域１０ｂのうち、画像表示領域１０ａでは表示が行なわれることから、画素領域１０ｂの側から光センサ３１０に光が漏れてくるおそれがあるが、本形態では、素子基板１０において光センサ３１０と画素領域１０ｂとの間には、遮光用突起として機能する第２の柱状スペーサ４ｃが形成されているので、画素領域１０ｂ側から光センサ３１０に向けて進行する外乱光を遮ることができるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。

［その他の電気光学装置への適用例］
上記形態では、光センサ３１０がＰＩＮ接合型ダイオードの場合を説明したが、Ｎ型の薄膜トランジスタをダイオード接続したＭＯＳ型ダイオード、あるいはＰ型の薄膜トランジスタをダイオード接続したＭＯＳ型ダイオードを光センサ３１０として用いた場合に本発明を適当してもよい。また、光センサ３１０を用いて光検出を行なうにあたっては、遮光層２３ｂの切り欠き２３ｃに重なる領域に主センサを構成する光センサ３１０を配置する一方、遮光層２３ｂと重なる領域に副センサを構成する光センサ３１０を配置し、それらの検出結果の差により、外光の強度を求めてもよい。例えば、主センサと副センサとをノードを介して直列に電気的接続してセンサ回路を構成するとともに、センサ回路の両端に電圧を印加したときにノードから取り出される電流あるいは電圧に基いて外光を検出してもよい。

上記形態では、第１の柱状スペーサ４ａおよび第２の柱状スペーサ４ｂ、４ｃを素子基板１０の側から突出させたが、対向基板２０の側から突出させてもよい。

また、上記形態では、第１の柱状スペーサ４ａを製造する際、第２の柱状スペーサ４ｂ、４ｃを同時形成したが、第１の柱状スペーサ４ａと第２の柱状スペーサ４ｂ、４ｃとを別工程で形成した構成や、第１の柱状スペーサ４ａを形成せず、第２の柱状スペーサ４ｂ、４ｃのみを形成した構成を採用してもよい。

［電子機器への搭載例］
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置１００を適用した電子機器について説明する。図６（ａ）に、電気光学装置１００を備えたモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ２０００は、表示ユニットとしての電気光学装置１００と本体部２０１０を備える。本体部２０１０には、電源スイッチ２００１及びキーボード２００２が設けられている。図６（ｂ）に、電気光学装置１００を備えた携帯電話機の構成を示す。携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１及びスクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、電気光学装置１００に表示される画面がスクロールされる。図６（ｃ）に、電気光学装置１００を適用した情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）の構成を示す。情報携帯端末４０００は、複数の操作ボタン４００１及び電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての電気光学装置１００を備える。電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置１００に表示される。

なお、電気光学装置１００が適用される電子機器としては、図６に示すものの他、デジタルスチルカメラ、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、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置１００が適用可能である。

本発明を適用した電気光学装置の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置の液晶パネルを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した電気光学装置に用いた素子基板１０において相隣接する画素の平面図、およびそのＡ−Ａ′線に相当する位置で電気光学装置を切断したときの断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る電気光学装置に用いた光センサおよびその近傍の平面図、およびそのＢ−Ｂ′断面図である。 本発明の実施の形態２に係る電気光学装置に用いた光センサおよびその近傍の平面図である。 本発明を適用した電気光学装置を備えた電子機器の説明図である。

符号の説明

１ｗ・・光センサの半導体膜、１ｘ・・光センサの高濃度Ｎ型領域、１ｙ・・光センサの真性領域、１ｚ・・光センサの高濃度Ｐ型領域、４ａ・・第１の柱状スペーサ、４ｂ、４ｃ・・第２の柱状スペーサ（遮光用突起）、１０・・素子基板（第１の基板）、１０ａ・・画像表示領域、１０ｂ・・画素領域、１１ａ・・素子基板側の遮光層（第２の遮光層）、２０・・対向基板（第２の基板）、２３ｂ・・対向基板側の遮光層（第１の遮光層）、３０・・画素スイッチング用の薄膜トランジスタ、１００・・電気光学装置、１００ｐ・・液晶パネル、３００・・光検出装置、３１０・・光センサ回路、６００・・バックライト装置

Claims (9)

1. 第１の基板と第２の基板とが所定の隙間を介して貼り合わされたパネルを備え、当該パネルには、複数の画素が配列された画素領域が構成された電気光学装置において、
   前記第１の基板または前記第２の基板のうちの少なくとも一方の前記画素領域の外側領域において、入射する対象光を検出する光センサが形成され、
   前記第１の基板および前記第２の基板のうちの一方の基板には、前記光センサと前記画素領域との間の領域において当該一方の基板から突出した遮光用突起が形成されていることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記一方の基板には、当該一方の基板から突出して他方の基板に向けて突出する複数の柱状スペーサが形成され、
   前記複数の柱状スペーサには、前記画素領域内において前記他方の基板に当接して前記隙間の寸法を規定する複数の第１の柱状スペーサと、前記光センサと前記画素領域との間に前記遮光用突起として形成された第２の柱状スペーサと、が含ま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。
3. 前記遮光用突起は、前記画素領域の端部に沿う第１の方向に配列されて突起列を構成し、
   当該突起列は、前記第１の方向に直交する第２の方向において複数列設けられ、
   当該複数列の突起列において隣接する２つの突起列を前記第２の方向からみたとき、一方の突起列に含まれる前記遮光用突起の間が、他方の突起列に含まれる前記遮光用突起により塞がれていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気光学装置。
4. 前記遮光用突起は、前記第１の方向の寸法と前記第２の方向の寸法とが同一の棒状突起であることを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
5. 前記遮光用突起は、前記第１の方向の寸法が前記第２の方向の寸法より長い板状突起であることを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
6. 前記光センサは前記第１の基板に形成され、
   前記第２の基板は透光性基板であり、当該第２の基板の側から前記対象光が入射し、
   前記第２の基板において前記画素領域と前記光センサとの間に重なる領域には第１の遮光層が形成され、
   前記遮光用突起は、前記第１の遮光層と平面的に重なる領域に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の電気光学装置。
7. 前記光センサは前記第１の基板に形成され、
   前記第１の基板および前記第２の基板は透光性基板であり、当該第２の基板の側から前記対象光が入射し、
   前記光センサに対して前記第１の基板が位置する側には、少なくとも前記光センサと重なる領域に第２の遮光層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の電気光学装置。
8. 前記光センサによる光検出結果に基づいて前記画素領域の駆動条件が調整されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の電気光学装置。
9. 前記画素領域に光を出射する光源装置を備え、
   前記光センサによる光検出結果に基づいて前記光源装置における出射光量を制御することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の電気光学装置。

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